刘文博，李妍眉，吴永军，王宁，张茜贻，陈晓妍，徐睿
(北京科技大学，北京 100083)

摘  要：镁—二氧化碳(Mg-CO₂)电池以温室气体二氧化碳为正极活性物质，既能实现高效的能量储存，又能实现二氧化碳的增值利用，是新一代极具吸引力的电池候选产品。然而，与其他金属—二氧化碳电池体系相比，由于镁—二氧化碳电池在非水环境中存在一些关键问题(包括氧化还原反应动力学相对较慢、放电产物分解能垒较大、多电子三相正极反应可逆性较差等)，因而迄今为止其受到的关注较少。为解决前述正极充放反应可逆性较差、碳酸镁等放电产物分解能垒较大、电池过电势较高等问题，通过调控二氧化碳电化学氧化还原路径的策略，采用碳化钼—碳纳米管(Mo₂C-CNTs)作为正极催化剂，将放电产物由热力学稳定难以分解的碳酸镁(MgCO₃)换为草酸镁(MgC₂O₄)，使Mg-CO₂电池实现了极低的过电位(0.25 V)，增大了其能量效率。并且，其工作时间长达2300 h以上。这项工作为可同时解决能源和环境问题的可充电非水系Mg-CO₂电池研究奠定了基础。
关键词：碳中和；二氧化碳电池；镁电池；二氧化碳还原；过电势