Li–CO2电池因其高能量密度和可能的CO2捕集用途而成为很有前途的储能设备。但是，在Li-CO2电池的实际应用之前，仍然需要解决一些关键问题，例如高充电过电位和由于Li2CO3放电产物的缓慢分解而导致的较差的循环稳定性。探索高效的催化剂并了解其对CO2还原反应(CORR)和析出反应(COER)的催化机理是Li-CO2电池应用的关键。然而，电催化在CORR和COER过程中的直接成像仍然是一个难题。
有鉴于此，燕山大学黄建宇教授、唐永福和张立强等人，报告了在先进的像差校正环境透射电子显微镜中使用Ni-Ru涂层包覆的α-MnO2纳米线（Ni-Ru/MnO2）阴极在Li-CO2纳米电池中CORR和COER期间的电催化原位成像。
本文要点
1）在像差校正的ETEM中构建了一个以Ni-Ru/MnO2作为CO2阴极的全固态Li-CO2纳米电池，以研究其电化学反应机理。
2）在NiRu/MnO2气体阴极中，纳米晶Li2CO3和无定形碳在放电过程中通过4Li++3CO2+4e-→2Li2CO3+C形成，大部分Li2CO3分解后保留了无定形碳和少量残留的Li2CO3。
3）Ni-Ru纳米晶催化剂促进了CORR和COER。没有Ni-Ru催化剂，COER将无法进行。原位透射电镜观察到的电催化作用已通过硬币大电池得到验证。
总之，该工作提供了对Li-CO2电池电化学的重要基础知识，并可能指导用于储能应用的Li-CO2电池的发展。
参考文献：
Tingting Yang et al. In situ imaging electrocatalytic CO2 reduction and evolution reactions in all-solid-state Li–CO2 nanobatteries. Nanoscale, 2020.
DOI: 10.1039/D0NR07066A
https://doi.org/10.1039/D0NR07066A
