编号：FTJS08318
篇名：基于第一性原理的锂空气电池Si掺杂MoS2正极催化氧还原反应机理研究
作者：王金朋 薛志超 马颖 李洁 刘思丹 孙红
关键词： 锂空气电池 单层二硫化钼 硅掺杂 氧还原反应机理 第一性原理
机构： 沈阳建筑大学机械工程学院 沈阳建筑大学理学院 沈阳建筑大学材料科学与工程学院
摘要： 研究碱性条件下Si掺杂单层MoS 2表面的氧还原反应(ORR)机理,为设计高效的双电解液锂空气电池催化剂提供理论指导。通过第一性原理计算,分析n(n=1~3)个Si原子掺杂单层MoS 2表面的ORR性能。结果表明,Si掺杂单层MoS 2表面有很好的稳定性,掺杂后会在禁带中引入杂质态,使其表面活性增强。与原始单层MoS 2相比,Si掺杂极大增强了MoS 2对O 2的还原能力。在单Si原子及双Si原子掺杂的表面,H2O分子的最大解离能垒(0.85 eV、0.78 eV)表明氧还原反应可在室温下进行。在三Si原子掺杂的表面,反应自发进行而无需任何的能垒。但单Si原子掺杂对OH基团有很强的吸附能力,不利于ORR的持续进行。而随着掺杂原子数量的增加,三Si原子掺杂的表面对OH基团的吸附能会极大降低。研究表明三Si原子掺杂的MoS 2会是一种新型的ORR催化剂。
