MRC НАУКА И ТЕХНОЛОГИИ
Научно-технологические проекты ЛИЧНОСТИ НАУКИ Международные исследования и образование Методы испытаний и исследований Стандартизация и сертификация НАНОТЕХНОЛОГИИ НОВАЯ ЭНЕРГЕТИКА СТАТЬИ НАУКА И ТЕХНОЛОГИИ


MRC ИНЖИНИРИНГ И ПРОИЗВОДСТВО
О НАС ПРОДУКЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЕ, ДИЗАЙН ПРОИЗВОДСТВО ГАЛЕРЕЯ ВИДЕОГАЛЕРЕЯ ПАРТНЕРЫ ВАКАНСИИ КАРТА САЙТА

Следите за нами:


ЖУРНАЛ ДОМ
НОВОСТИ НАУКИ НОВОСТИ ИНЖИНИРИНГА СТАТЬИ

Role of Surface Structure on Li-ion Energy Storage Capacity of 2d Transition Metal Carbides


Role of Surface Structure on Li-ion Energy Storage Capacity of Two-dimensional Transition Metal Carbides

Yu Xie , Michael Naguib , Vadym N. Mochalin , Michel W. Barsoum , Yury Gogotsi , Xiqian Yu , Kyung-Wan Nam , Xiao-Qing Yang , Alexander I. Kolesnikov , and Paul R. C. Kent
J. Am. Chem. Soc., Just Accepted Manuscript
DOI: 10.1021/ja501520b
Publication Date (Web): March 28, 2014
Copyright © 2014 American Chemical Society

Abstract

A combination of density functional theory (DFT) calculations and experiments are used to shed light on the relation between surface structure and Li-ion storage capacities of the following functionalized two-dimensional (2D) transition metal carbides, or MXenes: Sc2C, Ti2C, Ti3C2, V2C, Cr2C, and Nb2C. The Li-ion storage capacities are found to strongly depend on the nature of the surface functional groups, with O groups exhibiting the highest theoretical Li-ion storage capacities. MXene surfaces can be initially covered with OH groups, removable by high temperature treatment or by reactions in the first lithiation cycle. This was verified by annealing f-Nb2C and f-Ti3C2 at 673 K and 773 K in vacuum for 40 h and in situ x-ray adsorption spectroscopy (XAS) and Li capacity measurements for the first lithiation/delithiation cycle of f-Ti3C2. The high temperature removal of water and OH was confirmed using x-ray diffraction and inelastic neutron scattering. The voltage profile and x-ray adsorption near edge structure of f-Ti3C2 revealed surface reactions in the first lithiation cycle.

Moreover, lithiated oxygen terminated MXenes surfaces are able to adsorb additional Li beyond a monolayer, providing a mechanism to substantially increase capacity, as observed mainly in delaminated MXenes and confirmed by DFT calculations and XAS. The calculated Li diffusion barriers are low, indicative of the measured high-rate performance. We predict Cr2C to possess high Li capacity due to the low activation energy of water formation at high temperature, while Sc2C is predicted to potentially display low Li capacity due to increased reaction barriers for OH removal.

Source: www.mrc.org.ua

 
< Пред.   След. >


MRC ltd. / Kiev MATERIALS RESEARCH CENTRE    
www.dom.ua    

Наука
05.06.2017 00:08
Профессор Юрий Гогоци о нанотехнологиях в области хранения энергии на World Science Festival 2017
Юрий Гогоци на World Science Festival 2017
Среди экспертов в студии World Science Fair 2017 выдающийся ученый из Университета Дрекселя профессор Юрий Гогоци, лауреат премии имени Фреда Кавли.
Подробнее...
 
04.06.2017 00:22
Открытая лекция выдающегося ученого мирового уровня профессора Юрия Гогоци в Киеве, 7 июня 19:00
Юрий Гогоци
Ученый расскажет, как сочетаются инновации и фундаментальные исследования, сколько будут работать традиционные батарейки и аккумуляторы в будущем и какими будут источники света.
Подробнее...
 
05.10.2016 15:56
Защитное покрытие из наноматериала максена MXene для отражения и поглощения электромагнитных помех
Максен это тонкий и легкий наноматериал, который обладает уникальной способностью блокировать и поглощать электромагнитное излучение
Группа исследователей из Университета Дрекселя и Корейского института науки и технологий работает над очисткой от таких электромагнитных помех с помощью нанесения на компоненты тонкой защитной пленки наноматериала под названием Максин.
Подробнее...
 
MRC Ltd. Центр Материаловедения
г. Киев, ул. Кржижановского 3
Телефон: +38 (044) 233-24-43
Телефон: +38 (044) 237-71-87
Fax: +38 (044) 502-41-49
E-mail:
Мы работаем ПН - СБ с 10:00 до 18:00
Лицензия Creative Commons

Фотографии проектов реализованных компанией MRC TM "ДОМ", а также статьи и видеозаписи публикуются на условиях лицензии Creative Commons Атрибуция — С сохранением условий
(Attribution-ShareAlike) 3.0 Unported. Вы можете бесплатно копировать, распрострянять, изменять материалы с обязательной ссылкой на автора.

Яндекс цитирования  
); document.write(unescape(Методики испытаний и исследований width=tr style= /aреализованных компанией text/javascript Огражденияspan class= 0.12