Quantum Chemical Support on the Two-Dimensional Assembly of Porphyrin Rings in the Application of Energy-Storage Devices

卟啉 共价键 碱金属 轨道能级差 分子 电子亲和性(数据页) 材料科学 离子 密度泛函理论 电池(电) 化学物理 纳米技术 化学 计算化学 光化学 有机化学 物理 热力学 功率(物理)
作者
Rahul Suresh,S. Vijayakumar
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:124 (18): 9712-9723 被引量:9
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.0c00670
摘要

Metal-ion batteries are the revolutionary gadgets of the present decade which still need improvement in efficiency and stability. Porphyrin, a common organic molecule, is considered in the present study for applications in solid-state physics. The organic molecule is covalently bonded to form a two-dimensional (2-D) sheet of covalent organic frameworks (COFs), and the stability and nature of the material are studied using density functional theory. We have investigated a 2-D sheet of porphyrin as an adsorbent for alkali metal ions, viz., Li+, Na+, and K+, using first principles study to be used as an electrode in batteries. The counterpoise method employed to investigate the adsorption of alkali metals at different sites of the porphyrin sheet (PS) shows that the Li+ ion has strong affinity toward the sheet at the N site with a maximum energy of 109.9 kcal/mol and that the ability of absorbing Li clusters is much higher than that of individual Li+ ions. The decrease in the highest occupied molecular orbital–lowest unoccupied molecular orbital gap confirms the strong affinity of alkali metals with the PS. The electron density difference plot establishes the charge accumulation and depletion on the PS when it interacts with alkali metals. The study detailed in the present manuscript strongly recommends porphyrin COFs as an electrode material for battery applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
滴滴发布了新的文献求助10
1秒前
心灵美发卡完成签到,获得积分10
1秒前
科目三应助浩浩大人采纳,获得10
2秒前
考虑考虑完成签到,获得积分10
2秒前
彪壮的刺猬完成签到,获得积分10
3秒前
杏花饼完成签到,获得积分10
3秒前
Ll发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
汉堡包应助啊娴仔采纳,获得10
4秒前
4秒前
珂伟完成签到,获得积分10
4秒前
鲜艳的帅哥完成签到,获得积分10
5秒前
wkjsdsg完成签到,获得积分10
5秒前
大七完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
jogrgr发布了新的文献求助10
6秒前
lll发布了新的文献求助10
7秒前
生气的鸡蛋完成签到,获得积分10
7秒前
qi发布了新的文献求助10
7秒前
zino发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
stt发布了新的文献求助10
9秒前
小蘑菇应助杏花饼采纳,获得10
9秒前
海棠yiyi发布了新的文献求助50
9秒前
camellia完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
田様应助柠木采纳,获得10
10秒前
10秒前
研友_VZG7GZ应助生气的鸡蛋采纳,获得10
11秒前
11秒前
11秒前
威武的万仇完成签到 ,获得积分10
12秒前
迷路的水彤完成签到 ,获得积分10
12秒前
千里发布了新的文献求助10
12秒前
jogrgr完成签到,获得积分10
12秒前
夯大力完成签到,获得积分10
12秒前
啊娴仔完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Social media impact on athlete mental health: #RealityCheck 1020
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3527699
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3107752
关于积分的说明 9286499
捐赠科研通 2805513
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1539954
邀请新用户注册赠送积分活动 716878
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709759