Estudo primeiros
princípios de adsorção de lítio em um sistema de nanotubos de carbono fulereno
hibrido
Vários materiais têm sido explorados para aumentar a
quantidade de energia armazenada em baterias com diferentes materiais intercalados
com lítio. Até o momento o carbono grafite
anodo tem sido estudado por apresentar segurança e eficiência nos ciclos. Para promover uma grande capacidade de adsorção
de Li tem sido utilizado nanotubos de carbonos por apresentar uma grande área
superficial. A hibridização entre nanotubos de carbonos com fulereno tem
demonstrado uma forte adsorção de lítio a qual será feito nesse trabalho o
estudo teórico e também da sua forma de peapod encapsulação de fulereno nos nanotubos.
O método computacional utilizado
foi teoria funcional da densidade (DFT) com objetivo de investigar as características
eletroquímica tais como as capacidades de adsorção e de carga de transferências
neste estudo foram realizadas com aproximação do gradiente generalizado (GGA) funcional
para tratar a energia de troca-correlação eletrônica de elétrons. Após comparação
entre SWCNT (5,5) puro, C60 puro e CNT-C60 hibrido os níveis
de Fermi são deslocados no hibrido para 0 eV e outras duas bandas ao redor 0,56
eV. Quando comparado o CNT-C60 hibrido com peapod o hibrido
apresenta extensão de hibridização menor devido sua interação de dispersão. Examinaram
também a distribuição de carga do sistema usando análise de população Mulliken.
A carga de CNT e C60 é 0.0955 e 0.0955, respectivamente, o que é considerado
ser devido a afinidade eletrônica relativamente forte de C60. O CNT apresenta
terem carga positiva ao passo que o C60 é negativamente carregado. As energias
de adsorção de um Li são calculados como 1,802 eV e 2,110 eV para o CNT@híbrido
e do híbrido@C60, respectivamente, as quais são maiores do que o puro (5,5)
SWCNT ( 1,720 eV). A adsorção energia do segundo átomo de Li é calculado como
1,864 eV para o local hexagonal (o local NN do sítio pentagonal) e 2,312 eV
para o sítio pentagonal. O número de bandas de energia disponíveis em todo o
nível de Fermi está significativamente aumentada no CNT-C60 sistema, o que
implica que a adsorção Li melhora o carácter metálico do sistema, tais como
condutividade. Embora se verifique que este sistema híbrido retém as
características dos seus componentes tais como CNT e C60 na estrutura eletrônica,
a energia de adsorção Li sobre o sistema híbrido é maior do que na SWCNT puro e
menor do que no C60 puro.
José Francisco Z. Marques
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