近日,我校能源材料化学研究院兰坤和郭自洋研究员,在期刊Nano Letters上发表题为“DFT-Guided Design of Dual Dopants in Anatase TiO2 for Boosted Sodium Storage”的研究论文(论文链接https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.nanolett.4c03525)。郭自洋、兰坤为论文共同通讯作者,内蒙古大学为论文完成单位。
锐钛矿TiO2具有钠化电压适宜、储量丰富以及结构稳定等优点,是潜在的钠离子电池(SIB)负极材料。然而,TiO2存在导电性差和Na+在其晶格内部迁移速率缓慢的不足。文章提出通过N和Se双掺杂策略改善TiO2的储钠性能。DFT计算结果表明N掺杂能够提高TiO2的导电性,Se掺杂能够促进Na+在TiO2晶格内部的扩散,二者协同作用可实现TiO2电化学性能的全面提升。特别是,N和Se掺杂原子百分比为1:3的TiO2电化学性能提升显著。基于DFT计算,通过简单的一锅法合成了N和Se双掺杂锐钛矿TiO2纳米颗粒,电化学测试证实N和Se掺杂原子百分比为1:3的锐钛矿TiO2表现出最优异的性能。
DFT预测N和Se共掺杂锐钛矿TiO2的储钠性能
掺杂TiO2钠离子电池负极的电化学性能
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