第一性原理对氮掺杂石墨烯作为锂-空电池阴极材料还原氧分子的机理研究
First-principles study of reduction mechanism of oxygen molecule using nitrogen doped graphene as cathode material for lithium air batteries作者机构:江西师范大学物理系计算材料物理实验室
出 版 物:《物理学报》 (Acta Physica Sinica)
年 卷 期:2019年第68卷第12期
页 面:297-310页
核心收录:
学科分类:0808[工学-电气工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程(可授工学、理学学位)] 0704[理学-天文学]
基 金:国家自然科学基金(批准号:11764019 11564016 11664012)资助的课题~~
主 题:锂-空电池 氮掺杂石墨烯 氧分子吸附 氧还原机理 第一性原理
摘 要:采用第一性原理,研究了不同浓度的氮掺杂石墨烯还原氧分子的机理.结果表明,掺杂氮原子以后,氧分子的吸附能增大,获得的电荷增多,O-O键长变长,说明氮掺杂石墨烯增强了对氧分子的还原能力.进一步分析发现,氧分子吸附之后,氮原子和氧分子均从碳原子上获得电荷,氮原子同时也向氧分子转移电荷,从而使氧分子与基底的相互作用增强.另外,通过对比不同浓度的氮原子掺杂,发现3.13 at%的氮原子掺杂比例对氧分子的还原性能最好.