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

• 作者: 侯滨朋 徐波 欧阳楚英 淦作亮 钟淑英 雷雪玲
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 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
• 年，卷（期）: 2019,（12）
• 所属期刊栏目: 物理学交叉学科及有关科学技术领域
• 页码范围: 297-306
• 页数: 10页
• 字数: 6029字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.68.20190181

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.