3月28日，我校凝聚态物理方向龙丽珍副教授与中山大学孟跃中教授课题组，在新能源电池领域合作的研究成果取得重要研究进展，该成果的论文以“A Carbon-free and Free-standing Cathode from Mixed-phase TiO2 for Photo-assisted Li-CO2 Battery”为题，被材料科学领域顶级期刊《Small》（中科院SCI一区TOP）录用。
目前锂-二氧化碳电池的研发仍处于起步阶段，并面临许多亟待解决的难题。该论文研究团队从半导体能带调控的角度出发，在锂-二氧化碳电池中引入无碳自支撑的半导体TiO2纳米管，巧妙地利用光能补偿作用以及半导体能带结构对充/放电电压的调节作用，来降低电池的充电电压，提高电极的循环稳定性。该研究工作还通过优化纳米管的长度来平衡光散射和电子传递，同时对TiO2的晶相进行了优化，提高其光生载流子的分离；进一步研究了半导体光生电子和空穴对CO2的反应动力学的影响，最后从半导体光催化的角度提出了光辅助锂-二氧化碳电池充/放电的作用机理。该工作为设计高效的锂-二氧化碳及其它金属-空气电池的光阴极结构提供理论指导。
据悉，锂-二氧化碳电池作为一种新兴二次电池，具有高放电电压（2.8 V）和高理论比容量（1876 Wh/kg），是非常理想的电化学储能装置，尤其是在高浓度二氧化碳的特殊环境下具备独特优势。同时锂-二氧化碳电池以二氧化碳作为阴极反应活性气体，在有机电解液体系下可以将其转化为碳酸锂、草酸锂等，在水系电解液体系下可以通过加氢反应合成甲酸等高附加值产品。锂-二氧化碳电池在二氧化碳固定和储能领域都有着广阔的发展前景。
我校为论文署名第一单位，我校龙丽珍副教授与研究生丁亚亚为该论文共同第一作者，龙丽珍副教授和中山大学孟跃中教授、黄盛副教授为共同通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金、广西科技基地与人才专项等项目的支持。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202300519.
来源：物理科学与技术学院
