石墨烯及其衍生物储锂的可行性
材料科学
2013-11-26 v1
摘要
纳米材料因其高表面质量比而被视为极具前景的存储介质。利用石墨烯实现的高氢容量强化了这一观点，并激发了将其用于存储另一种重要能量载体——锂 (Li) 的可能性研究。虽然第一性原理计算表明，受锂团簇化和相分离限制，原始石墨烯的锂容量低于石墨中锂插层所提供的容量，但我们探索了改性石墨烯以实现更好储锂的可行性。研究发现，石墨烯中的某些结构缺陷可以稳定地结合锂，但更有效的方法是通过硼 (B) 取代掺杂。特别是，层状 C3B 化合物作为一种有前景的储锂介质脱颖而出。单层 C3B 的容量为 714 mAh/g（作为 Li1.25C3B），堆叠 C3B 的容量为 857 mAh/g（作为 Li1.5C3B），约为石墨 372 mAh/g（作为 LiC6）的两倍。我们的结果有助于阐明低维材料中的储锂机制，并为储能纳米结构的理性设计提供启示。
引用
@article{arxiv.1311.5910,
title = {Feasibility of Lithium Storage on Graphene and Its Derivatives},
author = {Yuanyue Liu and Vasilii I. Artyukhov and Mingjie Liu and Avetik R. Harutyunyan and Boris I. Yakobson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1311.5910},
year = {2013}
}