Первопринципные исследования адсорбции Li и Na на поверхности монослоя MgCl2

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

C использованием первопринципных расчетов исследована динамическая устойчивость нового монослоя дихлорида магния (MgCl2) и образование в нем точечных дефектов. Изучена возможность использования монослоя MgCl2 в литий(Li)- и натрий(Na)-ионных батареях. Показано, что монослой MgCl2 обладает динамической стабильностью, но может содержать точечные дефекты. Эти точечные дефекты могут улучшить адсорбционную способность монослоя MgCl2 по отношению к атомам Li и Na. Результаты, показанные в этой работе, делают монослой MgCl2 перспективным материалом для применения в Li- и Na-ионных батареях.

Об авторах

С. В. Устюжанина

Институт проблем сверхпластичности металлов РАН

Email: andrei.kistanov.ufa@gmail.com
450001, Ufa, Russia

А. А. Кистанов

Институт проблем сверхпластичности металлов РАН; Уфимский университет науки и технологий

Автор, ответственный за переписку.
Email: andrei.kistanov.ufa@gmail.com
450076, Ufa, Russia; 450001, Ufa, Russia

Список литературы

  1. A. A. Kistanov, S. A. Shcherbinin, R. Botella, A. Davletshin, and W. Cao, J. Phys. Chem. Lett. 13, 2165 (2022); https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.2c00367.
  2. I. T. Lima, R. Vasconcelos, R. Gargano, and E. N. C. Paurad, New J. Chem. 44, 8833 (2020); https://doi.org/10.1039/D0NJ01264E.
  3. G. Bhattacharyya, I. Choudhuri, P. Bhauriyal, P. Garg, and B. Pathak, Nanoscale 10, 22280 (2018); https://doi.org/10.1039/C8NR07429A.
  4. F. Lu, W. Wang, X. Luo, X. Xie, Y. Cheng, H. Dong, H. Liu, and W.-H. Wang, Appl. Phys. Lett. 108, 132104 (2016); https://doi.org/10.1063/1.4945366.
  5. W. Mrozik, M. A. Rajaeifar, O. Heidrich, and P. Christensen, Energy Environ. Sci. 14, 6099 (2021); https://doi.org/10.1039/D1EE00691F.
  6. A. A. Kistanov, D. R. Kripalani, Y. Cai, S. V. Dmitriev, K. Zhou, and Y.-W. Zhang, J. Mater. Chem. A 7, 2901 (2019); https://doi.org/10.1039/C8TA11503F.
  7. I. Kochetkov, T. T. Zuo, R.Ruess, B. Singh, L. Zhou, K. Kaup, J. Janek, and L. Nazar, Energy Environ. Sci. 15, 3933 (2022); https://doi.org/10.1039/D2EE00803C.
  8. K. Giagloglou, J. L. Payne, Ch. Crouch, R. K. B. Gover, P. A. Connor, and J. T. S. Irvinl, J. Electrochem. Soc. 165, A3510 (2018); https://doi.org/10.4191/kcers.2019.56.3.05.
  9. Y. Li, L. Shi, X. Gao, J. Wang, Y. Hu, X. Wu, and Z. Wen, Chem. Eng. J. 421, 127853 (2021); https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.127853.
  10. T. Li, Z. X. Chen, Y. L. Cao, X. P. Ai, and H. X. Yang, Electrochim. Acta 68, 202 (2012); https://doi.org/10.1016/j.electacta.2012.02.061.
  11. J. Zhou, L. Shen, M. D. Costa, K. A. Persson, S. P. Ong, P. Huck, Y. Lu, X. Ma, Y. Chen, H. Tang, and Y. P. Feng, Sci. Data 6, 86 (2019); https://doi.org/10.1038/s41597-019-0097-3.
  12. D. H. Fairbrother, J. G. Roberts, and G. A. Somorjai, Surf. Sci. 399(1), 109 (1998); https://doi.org/10.1016/S0039-6028(97)00816-9.
  13. G. Kresse, and J. Furthmuller, Phys. Rev. B 54, 11169 (1996); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.54.11169.
  14. J. P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 77, 3865 (1996). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.77.3865.
  15. A. Togo, L. Chaput, T. Tadano, and I. Tanaka, J. Phys. Condens. Matter 35, 353001 (2023); https://dx.doi.org/10.1088/1361-648X/acd831.
  16. S. Grimme, J. Antony, S. Ehrlich, and H. Krieg, J. Chem. Phys. 132, 154104 (2010); https://doi.org/10.1063/1.3382344.
  17. V. L. Deringer, A. L. Tchougree, and R. Dronskowski, J. Phys. Chem. A 115(21), 5461 (2011); https://doi.org/10.1021/jp202489.
  18. R. Nelson, C. Ertural, J. George, V. L. Deringer, G. Hautier, and R. Dronskowski, J.Comput Chem. 41(21), 1931 (2020); https://doi.org/10.1002/jcc.26353.
  19. G. Bhattacharyya, I. Choudhuri, P. Bhauriyal, P. Garg and B. Pathak, Nanoscale 10, 22280 (2018); https://doi.org/10.1039/c8nr07429a.
  20. J. Zhu and U. Schwingenschlogl, ACS Appl. Mater.Interfaces 6, 11675 (2014); https://doi.org/10.1021/am502469m.
  21. H. R. Mahida, A. Patel, D. Singh, Y. Sonvane, P. B. Thakor, and R. Ahuja, Superlattices Microstruct. 162, 107132 (2022); https://doi.org/10.1016/j.spmi.2021.107132
  22. H.-P. Komsa and A. V. Krasheninnikov, Physics and theory of defects in 2D materials: the role of reduced dimensionality, Amsterdam (2022), p. 7; https://doi.org/10.1016/B978-0-12-820292-0.00008-2.
  23. S. Abdolhosseinzadeh, Ch. Zhang, R. Schneider, M. Shakoorioskooie, F. Nu¨esch, and J. Heier, Adv. Mater. 34, 2103660 (2022); https://doi.org/10.1002/adma.202103660.
  24. A. A. Kistanov, V. R. Nikitenko, and O. V. Prezhdo, J. Phys. Chem. Lett. 12, 620 (2021); https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.0c03608.
  25. A. V. Krasheninnikov, P. O. Lehtinen, A. S. Foster, and R. M. Nieminen, Chem. Phys. Lett. 418, 132 (2006); https://doi.org/10.1016/j.cplett.2005.10.106.
  26. X. Yu, H. Shao, X. Wang, Y. Zhu, D. Fang, and J. Hong, J. Mater. Chem. A 8, 3128 (2020); https://doi.org/10.1039/C9TA12600G.
  27. Л. С. Чумакова, А. В. Бакулин, С. Е. Кулькова, ЖЭТФ 161(6), 874 (2022); https://doi.org/10.31857/S0044451022060116.
  28. А. В. Бакулин, С. Е. Кулькова, ЖЭТФ 6(12), 1136 (2018); https://doi.org/10.1134/S004445101812009X.
  29. А. С. Харламенков, Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 31(3), 96 (2022).
  30. R. F. W. Bader, Atoms in Molecules. A Quantum Theory, Clarendon Press, Oxford, UK (1990).
  31. W. Tang, E. Sanville, and G. Henkelman, J. Phys.: Condens. Matter. 21, 084204 (2009); https://doi.org/10.1088/0953-8984/21/8/084204.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023