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中國沈陽東北大學的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新型單層砷化碳（AsC5），可用作鈉離子電池（NIB）的陽極材料。

通過無偏第一原理結(jié)構(gòu)搜索仿真，研究人員找到了一種具有多種功能優(yōu)勢特性的新型單層AsC5。在該理論仿真的基礎(chǔ)上，研究人員發(fā)現(xiàn)該材料在能量、機械、動力學和熱穩(wěn)定性方面都表現(xiàn)極強的穩(wěn)定性，支持了實驗的可行性。

計算模擬表明Na在單層（雙層）AsC5上具有穩(wěn)定的吸附能力。當Na原子插入時，單層（雙層）AsC5的金屬特性得以保持，從而確保了良好的電氣傳輸。此外，單層（雙層）AsC5上的Na擴散阻抗僅為0.16 (0.09) eV，這表明它具有快速充放電能力。

單層（雙層）AsC5材料的比容量高于目前部分二維材料，最大可達794.28 mA h/g（596.01 mA h/g）。AsC5鈉化后的體積波動很小（1.2%），表現(xiàn)出很強的循環(huán)可逆性。因此，AsC5的這些關(guān)鍵特性使其有望成為NIB陽極材料的備選材料。

研究人員在論文中指出，目前可行鈉離子電池的主要研究重點是高能量密度、強穩(wěn)定性和低擴散阻力的陽極材料。隨著人們對無機二維材料的興趣越發(fā)濃厚，人們對含有IV（C、Si、Ge、Sn）和V（N、P、As、Sb）元素的新型二維材料也開始產(chǎn)生了興趣。

石墨烯和砷烯是兩種重要的二維材料。由于砷烯中的非平面sp3鍵和石墨烯中的sp2鍵，這兩種材料分別具有獨特的結(jié)構(gòu)和特性。因此，證明是否可以制造出穩(wěn)定的單層砷化碳，以補充砷烯和石墨烯的特點非常必要。鑒于碳材料具有出色的導電性和穩(wěn)定性，因此研究人員在這項工作中主要關(guān)注富含碳的AsC5成分。

原標題：東北大學發(fā)現(xiàn)鈉離子電池陽極材料AsC5