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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
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