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dc.contributor.author
Córdoba, José Daniel  
dc.contributor.author
Benavides, Leandro Nicolás  
dc.contributor.author
Murgida, Daniel Horacio  
dc.contributor.author
Rodriguez, Hernan Bernardo  
dc.contributor.author
Calvo, Ernesto Julio  
dc.date.available
2025-04-07T12:03:43Z  
dc.date.issued
2024-01  
dc.identifier.citation
Córdoba, José Daniel; Benavides, Leandro Nicolás; Murgida, Daniel Horacio; Rodriguez, Hernan Bernardo; Calvo, Ernesto Julio; Operando detection and suppression of spurious singlet oxygen in Li–O 2 batteries; Royal Society of Chemistry; Faraday Discussions; 248; 1-2024; 190-209  
dc.identifier.issn
1359-6640  
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/11336/258183  
dc.description.abstract
The rechargeable lithium air (oxygen) battery (Li-O2) has very high energy density comparable to fossil fuels (∽3,600 Wh/kg). However, the parasitic reactions of the O2- reduction products with solvent and electrolyte lead to capacity fading and poor cyclability. During the oxygen reduction reactions (ORR) in aprotic solvents superoxide radical anion (O2-.) is the main one-electron reaction product, which in the presence of Li+ ions undergoes disproportionation to yield Li2O2 and O2, a fraction of which results in singlet oxygen (1O2). Very reactive (1O2). is responsible for the spurious reactions that lead to high charging overpotential and low cycle life due to solvent and electrolyte degradation. Several techniques have been used for the detection and suppression of (1O2).inside a Li-O2 battery under operation and test the efficiency and electrochemical stability of different physical quenchers of 1O2: azide anion, 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane (DABCO) and triphenylamine (TPA) in different solvents (DMSO, diglyme and tetraglyme). In-operando detection of 1O2 inside the battery was accomplished by following dimethyl anthracene fluorescence quenching using a bifurcated optical fibre in front-face mode through a quartz window in the battery. Differential oxygen pressure measurements during charge-discharge cycles vs. charge during battery operation showed that the number of electrons per oxygen molecule was n > 2 in the absence of (1O2). physical quenchers due to spurious reactions and n = 2 in the presence of (1O2). physical quenchers proving the suppression of spurious reactions. Battery cycling at limited specific capacity of 500 mAh/gC of MWCNTs cathode and 250 mA/gC current density in the absence and presence of physical quenchers and physical quencher plus the redox mediator I3-/I- (with lithiated Nafion ® membrane) showed increasing cyclability from coulombic efficiency and cell voltage data over 100 cycles. In-operando Raman studies with a quartz window at the bottom of the battery allowed detection of Li2O2 and excess I3- redox mediator during discharge and charge respectively.  
dc.format
application/pdf  
dc.language.iso
eng  
dc.publisher
Royal Society of Chemistry  
dc.rights
info:eu-repo/semantics/restrictedAccess  
dc.rights.uri
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/  
dc.subject
Lithium air battery  
dc.subject
Singlet oxygen  
dc.subject
Raman  
dc.subject
In-opperando  
dc.subject.classification
Físico-Química, Ciencia de los Polímeros, Electroquímica  
dc.subject.classification
Ciencias Químicas  
dc.subject.classification
CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS  
dc.title
Operando detection and suppression of spurious singlet oxygen in Li–O 2 batteries  
dc.type
info:eu-repo/semantics/article  
dc.type
info:ar-repo/semantics/artículo  
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion  
dc.date.updated
2025-04-01T13:51:06Z  
dc.identifier.eissn
1364-5498  
dc.journal.volume
248  
dc.journal.pagination
190-209  
dc.journal.pais
Reino Unido  
dc.journal.ciudad
Londres  
dc.description.fil
Fil: Córdoba, José Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina  
dc.description.fil
Fil: Benavides, Leandro Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina  
dc.description.fil
Fil: Murgida, Daniel Horacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina  
dc.description.fil
Fil: Rodriguez, Hernan Bernardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina  
dc.description.fil
Fil: Calvo, Ernesto Julio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina  
dc.journal.title
Faraday Discussions  
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2023/FD/D3FD00081H  
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/http://dx.doi.org/10.1039/D3FD00081H