The Influence of Carbonaceous Matrices and Electrocatalytic MnO₂ Nanopowders on Lithium-Air Battery Performances.
Here, we report new gas diffusion electrodes (GDEs) prepared by mixing two different pore size carbonaceous matrices and pure and silver-doped manganese dioxide nanopowders, used as electrode supports and electrocatalytic materials, respectively. MnO₂ nanoparticles are finely characterized in terms of structural (X-ray powder diffraction (XRPD), energy dispersive X-ray (EDX)), morphological (SEM, high-angle annular dark field (HAADF)-scanning transmission electron microscopy (STEM)/TEM), surface (Brunauer Emmet Teller (BET)-Barrett Joyner Halenda (BJH) method) and electrochemical properties. Two mesoporous carbons, showing diverse surface areas and pore volume distributions, have been employed. The GDE performances are evaluated by chronopotentiometric measurements to highlight the effects induced by the adopted materials. The best combination, hollow core mesoporous shell carbon (HCMSC) with 1.0% Ag-doped hydrothermal MnO₂ (M_hydro_1.0%Ag) allows reaching very high specific capacity close to 1400 mAh·g-1. Considerably high charge retention through cycles is also observed, due to the presence of silver as a dopant for the electrocatalytic MnO₂ nanoparticles.
Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Milano, via Golgi 19, 20133 Milano, Italy. alessandro.minguzzi@unimi.it.|ISTM-CNR, Istituto di Scienze e Tecnologie Molecolari, c/o Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Milano, via Golgi 19, 20133 Milano, Italy. alessandro.minguzzi@unimi.it.
Alessandro
A
Minguzzi
Dipartimento di Scienza dei Materiali, Università degli Studi di Milano Bicocca, via Roberto Cozzi 55, 20125 Milano, Italy. gianluca.longoni@mater.unimib.it.
Gianluca
G
Longoni
Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Milano, via Golgi 19, 20133 Milano, Italy. giuseppe.cappelletti@unimi.it.|Consorzio Interuniversitario Nazionale per la Scienza e Tecnologia dei Materiali-INSTM, via G. Giusti 9, 50121 Firenze, Italy. giuseppe.cappelletti@unimi.it.
Giuseppe
G
Cappelletti
Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Milano, via Golgi 19, 20133 Milano, Italy. eleonora.pargoletti@gmail.com.|Consorzio Interuniversitario Nazionale per la Scienza e Tecnologia dei Materiali-INSTM, via G. Giusti 9, 50121 Firenze, Italy. eleonora.pargoletti@gmail.com.
Eleonora
E
Pargoletti
Istituto de Catalisis y Petroleoquimica, Consejo Superior de Investigaciones Cientificas, C/Marie Curie 2, L10, 28049 Madrid, Spain. cdi.bari@csic.es.
Chiara
C
Di Bari
Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Milano, via Golgi 19, 20133 Milano, Italy. cristina.locatelli@unimi.it.
Cristina
C
Locatelli
CNR-ISTM/ISTeM, via Fantoli 15/16, 20138 Milano, Italy. m.marelli@istm.cnr.it.
Marcello
M
Marelli
Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Milano, via Golgi 19, 20133 Milano, Italy. sandra.rondinini@unimi.it.|ISTM-CNR, Istituto di Scienze e Tecnologie Molecolari, c/o Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Milano, via Golgi 19, 20133 Milano, Italy. sandra.rondinini@unimi.it.|Consorzio Interuniversitario Nazionale per la Scienza e Tecnologia dei Materiali-INSTM, via G. Giusti 9, 50121 Firenze, Italy. sandra.rondinini@unimi.it.
Sandra
S
Rondinini
Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Milano, via Golgi 19, 20133 Milano, Italy. alberto.vertova@unimi.it.|ISTM-CNR, Istituto di Scienze e Tecnologie Molecolari, c/o Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Milano, via Golgi 19, 20133 Milano, Italy. alberto.vertova@unimi.it.|Consorzio Interuniversitario Nazionale per la Scienza e Tecnologia dei Materiali-INSTM, via G. Giusti 9, 50121 Firenze, Italy. alberto.vertova@unimi.it.
Alberto
A
Vertova
Li-air battery; gas diffusion electrode (GDE); manganese dioxide nanoparticles; mesoporous carbon; silver doping