Fe/Co/Ni-N共掺杂石墨烯氧还原反应活性的DFT研究

作者：马俊杰; 宁锴; 王婷; 刘建峰^*; 袁斌霞; 潘卫国; 施正荣

来源：原子与分子物理学报, 2024, 41(03): 91-96.

DOI：10.19855/j.1000-0364.2024.032004

• 单金属原子
• 氮掺杂
• 石墨烯
• 氧还原反应
• DFT模拟

为了研究Fe/Co/Ni-N掺杂石墨烯的氧还原反应(ORR)活性，比较单金属原子和氮不同的掺杂方式对石墨烯ORR活性的影响.利用Materials Studio软件建立了Fe/Co/Ni-N掺杂石墨烯模型，然后将氧气分子分别吸附在Fe/Co/Ni-N掺杂石墨烯模型表面上.采用CASTEP模块对构建的模型进行结构优化并模拟计算，分析了Fe/Co/Ni-N掺杂石墨烯的吸附能、脱附能和导电性变化规律.基于模拟计算，发现单金属原子掺杂石墨烯时，Fe掺杂石墨烯的ORR活性优于Co和Ni;单金属原子和氮共掺杂石墨烯时，Fe-N掺杂石墨烯的ORR活性高于Co-N和Ni-N掺杂石墨烯，且M-N4-G形态的ORR活性优于M-N1-G、M-N2-G和M-N3-G.

• 单位
  上海电力大学