超高速充電リチウムイオン貯蔵のための酸素空孔媒介戦略による高置換窒素ドープTiO_2の合成【JST・京大機械翻訳】

Li Youpeng; Zhang Lingzhi

文献

J-GLOBAL ID：202202224771047902 整理番号：22A0442155

超高速充電リチウムイオン貯蔵のための酸素空孔媒介戦略による高置換窒素ドープTiO_2の合成【JST・京大機械翻訳】

Synthesis of highly substitutional nitrogen doped TiO₂ via oxygen vacancy mediated strategy for ultrafast-charging lithium ion storage

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資料名：
巻： 431 号： P2 ページ： Null 発行年： 2022年
JST資料番号： D0723A ISSN： 1385-8947 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：オランダ (NLD) 言語：英語 (EN)

置換窒素(SN)ドーピングは,イオン拡散動力学を同時に増強し,リチウムイオン貯蔵のためのホストとしてのTiO_2の電子伝導率を増加させるための効果的なアプローチである。それにもかかわらず,十分に結晶化したTiO_2ナノ粒子における高濃度によるSNドーピングの達成は依然として大きな課題である。ここでは,密度汎関数理論(DFT)計算により,酸素空孔媒介SNドーピング戦略がTiO_2ナノ粒子の表面構造を改変する目的である。TiO_2ナノ粒子の表面上に豊富な酸素空孔を有する還元TiO_2-x非晶質層は,SN(約13.8原子%)の高いドーピング濃度をもたらし,TiO_2@TiO_2-x-SNコア@シェルヘテロ接合を構築した。TiO_2@TiO_2-x-SNヘテロ接合のTiO_2-x-SNシェル中のSNの高いドーピング濃度は,そのヘテロ界面領域での局所電場の形成およびLi+の拡散障壁の減少により,Li+の拡散動力学に有利であった。さらに,TiO_2@TiO_2-x-SNヘテロ接合は,SNのドーピング濃度の増加後に2.37eVのバンドギャップの減少を示し,電子の輸送を容易にした。このように,TiO_2@TiO_2-x-SN電極は,0.1Cで362.7mAh g-1の高い可逆的比容量と20Cで5000サイクル後に76.1%の容量維持を有する超長サイクル構造安定性を示す。炭素カソードと予備リチウム化TiO_2@TiO_2-x-SNアノードを活性化したLi+ハイブリッドキャパシタは,高いエネルギー/出力密度(114.8Whkg-1/305.1Wkg-1と90.2Whkg-1/5659.8Wkg-1)を示した。本研究は,ヘテロ原子ドーピング金属酸化物の高濃度を開発するための道を開き,ヘテロ原子のドーピング濃度とエネルギー貯蔵機構の間の関係に対する包括的な理解を提供する。Copyright 2022 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

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触媒操作 , 光化学一般 , 有害ガス処理法 , 光化学反応 , セラミック・磁器の性質

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