Carbon nitrides as cathode materials for aluminium ion batteries

石墨烯 材料科学 氮化物 碳纤维 石墨氮化碳 阴极 电池(电) 氮气 化学工程 无机化学 纳米技术 复合材料 化学 复合数 物理化学 催化作用 有机化学 功率(物理) 物理 图层(电子) 光催化 量子力学 工程类
作者
Shaikat Debnath,Marcos Horscheck-Diaz,Debra J. Searles,Marlies Hankel
出处
期刊:Carbon [Elsevier]
卷期号:183: 546-559 被引量:9
标识
DOI:10.1016/j.carbon.2021.07.041
摘要

Density functional theory calculations are used to determine the suitability of carbon nitrides as potential cathode materials for aluminium ion batteries (AIB). Our calculations reveal that, compared to graphene, carbon nitrides with only pyridinic and pyrrolic nitrogen result in a decline in performance whereas carbon nitrides with only graphitic nitrogen show significantly improved performance. Two different two-dimensional carbon nitrides with graphitic nitrogen only, honeycomb structured graphene-like C11N and C4N which features defects, are tested and compared with graphene as potential cathode materials. It is found that the AlCl4 binds more strongly to carbon nitrides (−3.47 eV to −3.58 eV) than to graphene (−2.21 eV). This higher binding energy significantly reduces AlCl4 agglomeration, suggesting a higher storage capacity of C11N (184 mAh g−1) than graphene (155 mAh g−1) and lower emission of chlorine. The AlCl4 can move on the surface of C4N/C11N without significant energy barrier which will facilitate fast charging. Finally it can be concluded that carbon nitrides with graphitic nitrogen and graphene-like honeycomb structures are more suitable for the AIBs and a small percentage of graphitic nitrogen doping could significantly improve the storage capacity of the AIB with fast charging, lower anion agglomeration rate and low chlorine emission.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
3秒前
PPP发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
伽方之主发布了新的文献求助10
4秒前
yang发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
6秒前
xlb完成签到,获得积分10
6秒前
研友_8WzxMZ发布了新的文献求助10
6秒前
吴佳语发布了新的文献求助10
8秒前
不安青牛应助小可爱采纳,获得10
8秒前
重要聪展完成签到,获得积分10
9秒前
小黄加油鸭完成签到,获得积分20
11秒前
hh完成签到,获得积分10
12秒前
大_pan发布了新的文献求助10
12秒前
研友_8WzxMZ完成签到,获得积分10
13秒前
不安青牛应助聪慧小蝴蝶采纳,获得10
13秒前
14秒前
哆啦A梦的小小王完成签到,获得积分10
14秒前
yang完成签到,获得积分10
14秒前
16秒前
17秒前
allenspike完成签到,获得积分10
17秒前
调皮时光完成签到,获得积分10
18秒前
土豆侠完成签到 ,获得积分10
18秒前
star应助wangjuan采纳,获得10
18秒前
19秒前
21秒前
21秒前
邢函发布了新的文献求助10
22秒前
小蘑菇应助舒适煎蛋采纳,获得10
23秒前
23秒前
LLL发布了新的文献求助10
24秒前
小尹同学应助fei采纳,获得20
24秒前
KPL452B发布了新的文献求助10
25秒前
shiyu发布了新的文献求助10
25秒前
悠然完成签到,获得积分10
25秒前
hh完成签到,获得积分10
26秒前
裔珑完成签到,获得积分10
27秒前
27秒前
高分求助中
The three stars each : the Astrolabes and related texts 1070
Manual of Clinical Microbiology, 4 Volume Set (ASM Books) 13th Edition 1000
Sport in der Antike 800
Aspect and Predication: The Semantics of Argument Structure 666
De arte gymnastica. The art of gymnastics 600
少脉山油柑叶的化学成分研究 530
Sport in der Antike Hardcover – March 1, 2015 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2409299
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2105247
关于积分的说明 5316519
捐赠科研通 1832721
什么是DOI,文献DOI怎么找? 913191
版权声明 560738
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 488289