掺杂与取代Ti$_3$C$_2$O$_2$ MXene电化学性能的计算研究
材料科学
2022-04-20 v1
摘要
结合溶剂化模型，利用密度泛函理论(DFT)研究了掺杂与取代的氧官能化TiC超级电容器电极表面的电极-电解质相互作用现象及其对电荷存储和总电容等电化学性能的影响。我们研究了酸性电解质HSO溶液中氮掺杂、氮取代和钼取代的MXene。通过考虑不同位点的氮掺杂，我们发现官能位点掺杂获得的电容最大。我们的结果与已有实验吻合良好。我们还发现氮掺杂导致电容增强源于赝电容的放大。我们提出氮掺杂导致电容值增强的主要机制是表面氧化还原活性。相比之下，取代体系的性能较原始体系有所退化。这表明在TiCO电极中仅通过掺杂即可获得更好的存储容量。我们深入分析了掺杂与取代体系行为差异的原因，并提出了进一步提高掺杂体系电容的方法。
引用
@article{arxiv.2204.08704,
title = {Computational studies on electrochemical performances of doped and substituted $Ti_3C_2O_2$ MXene},
author = {Mandira Das and Subhradip Ghosh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.08704},
year = {2022}
}