图6显示，LiO2分子吸附在TM-N4C（TM = Co、Pd、Pt和Ru）催化剂上后，Co-N4C-LiO2和Ru-N4C-LiO2自旋非极化，而Pd-N4C-LiO2和Pt-N4C-LiO2自旋电子态自旋极化。此外，在费米能级上，可以看到Co/Ru原子的3d/4d轨道与O原子的2p轨道存在重叠，表明Co-O键（1.94 Å）和Ru-O键（1.85 Å）的形成。
Co-N4C-Li2O2、Pd-N4C-Li2O2和Pt-N4C-Li2O2表现出金属特征,Ru-N4C-Li2O2的带隙较窄,仅为0.35 eV。具体而言,Pd-N4C-Li2O2和Pt-N4C-Li2O2分别在费米能级具有自旋向上和自旋向下的电子态,这主要是由O原子的2p轨道贡献的。对于Ru-N4C-Li2O2,Ru原子的4d轨道和O原子的2p轨道重叠这导致了Ru-O键的形成。
显然,Co-N4C、Pt-N4C和Ru-N4C催化剂的速率决定步骤(RDS)为第二步,对应的ΔG2分别为1.69 eV、1.21 eV和3.56 eV。而Pd-N4C催化剂的RDS为第一步,ΔG1为1.32 eV。根据Nernst方程Ueq =−ΔG/ne计算平衡电压时(ΔG = ΔG1 + ΔG2), Co-N4C、Pt-N4C和Ru-N4C催化剂的第一步变差,第二步仍然是...
为方便起见,以下将Li2O2分子吸附在Co-N4C、Pd-N4C、Pt-N4C和Ru-N4C上的体系分别记为Co-N4C-Li2O2、Pd-N4C-Li2O2、Pt-N4C-Li2O2和Ru-N4C-Li2O2。由图5可知,所有的电子结构都是自旋极化的。Co-N4C-Li2O2、Pd-N4C-Li2O2和Pt-N4C-Li2O2表现出金属特征,Ru-N4C-Li2O2的带隙较窄,仅为0.35 eV。
近年来,原子分散的过渡金属-N4掺杂石墨烯电催化剂因其暴露的活性位点、较大的表面/体积比、纳米级厚度和多孔形貌等优点而引起了人们的极大关注。为了评价过渡金属-N4掺杂石墨烯作为过氧化锂在锂氧电池中析氧反应的电催化剂的催化性能,江西师范大学雷雪玲等人从第一性原理计算中研究了四种TM-N4C催化剂(TM = Co、Pd...
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