Multielectron reaction of AlCl n in borophene for rechargeable aluminum batteries

硼酚 化学 单独一对 价(化学) 电子 价电子 吸附 氧化还原 电子转移 离子 化学物理 光化学 原子物理学 计算化学 无机化学 密度泛函理论 物理化学 分子 有机化学 物理 量子力学
作者
Lumin Zheng,Haoyi Yang,Ying Bai,Chuan Wu
出处
期刊:Energy material advances [AAAS00]
卷期号:2022 被引量:3
标识
DOI:10.34133/energymatadv.0005
摘要

As a new 2-dimensional material, borophene is expected to be used in energy storage devices because of its unique electronic properties. However, its utilization in rechargeable aluminum batteries (RABs) is limited by high valence of Al (3s 2 3p 1 ). Namely, the Al adsorption borophene is too weak to carry on a multielectron reaction. Here, we investigate the origin of unfavorable Al adsorption on borophene that lies at the repulsion of lone pair electrons of 3s orbital with electron-gaining borophene. Because of the existing AlCl n compounds during the charging and discharging, we introduce AlCl 4 − , AlCl 2 + , and AlCl 2+ ions as possible redox carrier in RABs for the first time. In sharp contrast, multielectron (over 2 electrons per Al) reaction and high capacity (841 mAh/g for [AlCl] 0.33 B) can be achieved as a result of Cl coordination. In addition, the diffusion barrier of AlCl 2+ compound is only 0.08 eV. Notably, the binding of Al and Cl in the form of coordinations liberates the electrons in stable states of 3s orbital, breaking the limit of electron transfer on borophene as cathode materials, thus promoting the adsorption of AlCl n compounds. In addition, the energy barrier of the reaction between Al 3s electrons and borophene is decreased in the degenerated orbital. Because of the effect of Cl coordination, borophene is suitable for AlCl n storage, not Al 3+ . These results offer a new insight of the interplay of AlCl n carrier and multielectron reactions in RABs.

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
blind完成签到,获得积分20
刚刚
研友_LpvElZ完成签到,获得积分10
1秒前
不动游星发布了新的文献求助10
1秒前
真的不会完成签到,获得积分10
3秒前
舒心小海豚完成签到 ,获得积分10
3秒前
自然天思完成签到,获得积分10
3秒前
开朗的香氛完成签到,获得积分20
4秒前
xf完成签到,获得积分10
6秒前
秋语芙完成签到,获得积分20
6秒前
聪明迎夏完成签到,获得积分10
10秒前
12秒前
Hello应助TBHP采纳,获得10
12秒前
Xu_W卜完成签到 ,获得积分10
15秒前
我是生信小菜鸟完成签到,获得积分10
18秒前
王二完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
南霜完成签到,获得积分10
21秒前
赘婿应助W851201002采纳,获得10
23秒前
23秒前
沿途东行完成签到 ,获得积分10
24秒前
maomao完成签到,获得积分20
25秒前
Flower完成签到 ,获得积分10
26秒前
26秒前
iVANPENNY完成签到 ,获得积分0
28秒前
28秒前
小张同学完成签到,获得积分10
29秒前
彩色世倌发布了新的文献求助10
29秒前
雪碧加曼妥思完成签到 ,获得积分10
30秒前
wen完成签到,获得积分20
32秒前
生信小菜鸡一枚完成签到,获得积分10
35秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
38秒前
wsatm应助科研通管家采纳,获得10
38秒前
iVANPENNY应助科研通管家采纳,获得10
38秒前
浑灵安应助科研通管家采纳,获得10
38秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
38秒前
iVANPENNY应助科研通管家采纳,获得10
38秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
38秒前
Curllen完成签到,获得积分10
38秒前
SCINEXUS应助科研通管家采纳,获得10
38秒前
彭于晏应助科研通管家采纳,获得10
38秒前
高分求助中
Manual of Clinical Microbiology, 4 Volume Set (ASM Books) 13th Edition 1000
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 900
Boris Pesce - Gli impiegati della Fiat dal 1955 al 1999 un percorso nella memoria 500
Chinese-English Translation Lexicon Version 3.0 500
Recherches Ethnographiques sue les Yao dans la Chine du Sud 500
Two-sample Mendelian randomization analysis reveals causal relationships between blood lipids and venous thromboembolism 500
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 460
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 2396865
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2098897
关于积分的说明 5290189
捐赠科研通 1826412
什么是DOI,文献DOI怎么找? 910552
版权声明 560023
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 486683