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作者：任乃青;姜艳微;王牧茜;吴亮;王立锋;殷逸臣;
单位：中国矿业大学,材料与物理学院;兰州交通大学,数理学院;
摘要：近年来，室温钠硫(RTNa-S)电池因具有能量密度高、原材料丰富等优势，受到了广泛的关注。然而，RT Na-S电池的实际应用面临着硫正极多硫化钠(NaPSs)的溶解穿梭及缓慢的氧化还原反应动力学等巨大挑战。为开发合适的催化剂，抑制NaPSs穿梭并加快其转化，采用基于密度泛函理论的第一性原理计算，研究了NaPSs在石墨相氮化碳(g-C_3N_4)表面的吸附行为，通过计算吸附能、电荷转移，得到了吸附在g-C_3N_4表面的不同Na PSs的构型，并通过态密度分析了g-C_3N_4与Na PSs之间的相互作用。结果表明：g-C_3N_4对NaPSs具有高的吸附能(–4.69～–2.29 eV)，表现出很强的化学相互作用。g-C_3N_4表面吸附NaPSs后还会导致电子的重新排布，带隙减小，电子电导提高，有利于NaPSs还原过程中的电子转移。此外，NaPSs在g-C_3N_4表面的转化反应的决速步能垒仅为0.70 eV，表现出对Na PSs良好的催化转化作用。此工作为g-C_3N_4应用于RT Na-S电池正极催化剂提供了理论基础。
关键词：室温钠硫电池;第一性原理计算;石墨相氮化碳;电子结构;转化反应动力学
基金资助：中国矿业大学人才引进资助项目
