拓扑量子材料由于其本质上具有高的电子电导率而针对缺陷或杂质的扰动而具有阳极材料的显着潜力。在这项工作中,我们利用了群 - 智能结构搜索方法和第一个原理计算的组合来预测Ben Monolayer的全球最小值,这表明它是一个有希望的Nodal-Line半线阳极,用于Li-ion电池。ben Anode的特定能力为3489 mAh/g,平均开路电压为0.15 V,导致9681 MWH/g的超高能量密度为9681 MWH/g(参考标准氢电极电势)。此能量密度代表所有二维(2D)拓扑量子阳极中最高的,并且超过了当前最著名的锂离子电池2D阳极材料。进一步,Ben单层中空缺的形成诱导了独特的“自兴趣”效应,从而促进了高电子电导率。此外,Ben单层表现出0.30 eV的扩散能屏障,用于锂离子迁移,在静电过程中的小规模面积扩张为0.96%,并且具有与接触的电解质的优秀润湿性。
摘要:在过去的十年中,通过便携式电子小工具的快速开发来鼓励能源存储系统的研究。混合离子电容器是一种Nov El电容器 - 电池混合储能设备,由于其高功率数量,同时保持能量密度和较长的生命周期,因此引起了很多兴趣。主要是基于锂的储能技术正在研究用于电网存储。但是,锂储量的价格上涨和间歇性可用性使基于锂的商业化不稳定。因此,已经提出基于钠的技术科学科学作为基于LITH IUM的技术的潜在替代品。钠离子电容器(SICS)是AC知识的,它们是潜在的创新能量存储技术,其具有较低的标准电极电势和比锂离子电容器较低的成本。然而,钠离子的较大半径也有助于不利的反应动力学,低能量密度和短暂的SICS寿命。最近,由于较大的理论能力,环境友好性和SIC的低成本,基于转移的金属氧化物(TMO)候选者被认为是潜力的。这项简要研究总结了TMO和基于钠的TMO的研究作为SIC应用的电极候选物的当前进步。此外,我们详细介绍了SICS TMO的探索和即将到来的前景。关键字:过渡金属氧化物,电极材料,能量密度,功率密度,钠离子电容器。
摘要:还原反应(ORR)对于各种可再生能源技术至关重要。ORR的重要催化剂是嵌入氮掺杂石墨烯(Fe-n-c)中的单个铁原子。然而,ORR在Fe-N-C上的限速步骤尚不清楚,会严重阻碍理解和改进。在这里,我们报告了所有步骤的激活能,该激活能由恒定电极电位下的缩写分子动力学模拟计算得出。与普遍认为氢化步骤限制了反应速率的普遍信念相反,我们发现限制步骤是氧分子在Fe上取代吸附水。这是通过H 2 O解吸和O 2吸附的一致运动发生的,而不会使现场裸露。有趣的是,尽管通常被认为是潜在独立的“热”过程,但屏障仍会随电极电势而减小。这可以通过更强的Fe -O 2结合和较低的Fe -H 2 O结合在较低电位上的结合而解释,因为O 2获得了电子,并且H 2 O向催化剂捐赠电子。我们的研究提供了对Fe -n -c的ORR的新见解,并突出了动力学研究在异质电化学中的重要性。■简介氧气还原反应(ORR)对于多种可再生能源技术(例如燃料电池和金属 - 空气电池)至关重要。铂是ORR表现最好的催化剂。但是,它遭受了高昂的损害,这阻碍了其商业用途。1-4为了克服这一障碍,巨大的研究工作致力于寻找PT的具有成本效益的替代催化剂。5-10最有前途的候选者之一是嵌入氮掺杂石墨烯中的单铁原子(Fe-n-c),通常在酸性条件下使用。11-18尽管对该催化剂进行了广泛的研究,但仍未清楚的步骤限制了Fe -n -n - -C上的ORR速率。缺乏此关键信息显着限制了催化剂的发展。通常建议的ORR fe -n - c的途径具有以下步骤(图1 a): * + o 2→ * oo, * oo + h + h + + e-→ * ooh, * ooh + h + h + h + h + + e-→ * o + h 2 O,限制步骤的实验确定是具有挑战性的。另一方面,密度功能理论(DFT)提供了一种计算反应能量(包括激活能量)的方法,因此原则上可以回答有关速率步骤的问题。然而,由于系统的复杂性,很难直接计算异质电化学的激活能,这需要仔细处理溶剂化和电极电位的影响。19-29因此,大多数计算研究都根据以下假设,即最热的上坡(或最小下坡)步骤具有最高的活化能,并使用它来推断动力学。那些