view in publisher's site

Trade-off between quantum capacitance and thermodynamic stability of defected graphene: an implication for supercapacitor electrodes

Defects are inevitable most of the times either at the synthesis, handling or processing stage of graphene, causes significant deviation of properties. The present work discusses the influence of vacancy defects on the quantum capacitance as well as thermodynamic stability of graphene, and the nitrogen doping pattern needs to be followed to attain a trade-off between these two. Density Functional Theory (DFT) calculations have been performed to analyze various vacancy defects and different possible nitrogen doping patterns at the vacancy site of graphene, with an implication for supercapacitor electrodes. The results signify that vacancy defect improves the quantum capacitance of graphene at the cost of thermodynamic stability, while the nitrogen functionalization at the vacancy improves thermodynamic stability and quantum capacitance both. It has been observed that functionalizing all the dangling carbons at the defect site with nitrogen is the key to attain high thermodynamic stability as well as quantum capacitance. Furthermore, the results signify the suitability of these functionalized graphenes for anode electrode of high energy density asymmetric supercapacitors.

توازن بین ظرفیت کوانتومی و پایداری ترمودینامیکی of defected: ابزاری برای الکترودهای supercapacitor

نقص‌ها اغلب اوقات در سنتز، جابجایی و یا مرحله پردازش گرافن، اجتناب‌ناپذیر هستند و باعث انحراف قابل‌توجهی از خواص می‌شوند. در این مقاله تاثیر نقص‌های فضای خالی بر روی ظرفیت کوانتومی و همچنین پایداری ترمودینامیکی گرافن مورد بحث قرار می‌گیرد و الگوی doping نیتروژن باید دنبال شود تا بین این دو دست یابد. محاسبات نظریه تابعی چگالی (DFT)برای تحلیل نقص‌های تهی جایی مختلف و الگوهای مختلف ناخالصی نیتروژن ممکن در محل خالی of گرافن با استفاده از الکترودهای supercapacitor انجام شده‌است. نتایج نشان می‌دهند که نقص فضای تهی، ظرفیت کوانتومی of را در هزینه پایداری ترمودینامیکی بهبود می‌بخشد، در حالی که عامل دار کردن نیتروژن در جای خالی ثبات ترمودینامیکی و ظرفیت کوانتومی را بهبود می‌بخشد. مشاهده شده‌است که functionalizing کربن‌های dangling در محل نقص با نیتروژن، کلید دستیابی به پایداری ترمودینامیکی بالا و همچنین ظرفیت کوانتومی است. علاوه بر این، نتایج نشان‌دهنده مناسب بودن این graphenes عامل دار شده برای الکترود آند از supercapacitors نامتقارن چگالی انرژی بالا می‌باشد.

ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.