| Texto completo | |
| Autor(es): |
Martins, Nicolas F.
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Laranjeira, Jose A. S.
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Limab, Kleuton A. L.
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Cabral, Luis A.
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Ribeiro Jr, Luiz A.
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Sambrano, Julio R.
Número total de Autores: 6
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| Tipo de documento: | Artigo Científico |
| Fonte: | Applied Surface Science; v. 710, p. 10-pg., 2025-11-30. |
| Resumo | |
The growing demand for efficient energy storage has driven the search for advanced anode materials for lithium-and sodium-ion batteries (LIBs and SIBs). In this context, we report the application of HOP-graphene (a 5-6-8-membered 2D carbon framework) as a high-performance anode material for LIBs and SIBs using density functional theory simulations. Diffusion studies reveal low energy barriers of 0.70 eV for Li and 0.39 eV for Na, indicating superior mobility at room temperature compared to other carbon allotropes, like graphite. Full lithiation and sodiation accommodate 24 Li and 22 Na atoms, respectively, delivering outstanding theoretical capacities of 1338 mAh/g (Li) and 1227 mAh/g (Na). Bader charge analysis and charge density difference maps confirm substantial electron transfer from the alkali metals to the substrate. Average open-circuit voltages of 0.42 V (Li) and 0.33 V (Na) suggest favorable electrochemical performance. HOP-graphene also demonstrates excellent mechanical strength. These findings position HOP-graphene as a promising candidate for next-generation LIB and SIB anodes. (AU) | |
| Processo FAPESP: | 20/01144-0 - Propriedades eletrônicas, estruturais dos compostos ABO4 (A = Ba, Ca, Cd, Sr e Pb e M = Mo e W) e modelagem das transformações morfológicas de suas nanopartículas |
| Beneficiário: | José Artigas dos Santos Laranjeira |
| Modalidade de apoio: | Bolsas no Brasil - Mestrado |
| Processo FAPESP: | 24/19996-3 - Efeitos da Incidência de Laser e Feixe de Elétrons em Materiais Semicondutores: Investigação ab initio |
| Beneficiário: | Luis Antônio Cabral |
| Modalidade de apoio: | Auxílio à Pesquisa - Regular |
| Processo FAPESP: | 24/05087-1 - Funcionalização na superfície de Mxenes de carbetos e nitretos para o armazenamento de hidrogênio |
| Beneficiário: | Nicolas Ferreira Martins |
| Modalidade de apoio: | Bolsas no Brasil - Doutorado |
| Processo FAPESP: | 22/14576-0 - Simulações de dinâmica molecular de novos materiais bidimensionais |
| Beneficiário: | Nicolas Ferreira Martins |
| Modalidade de apoio: | Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Mestrado |
| Processo FAPESP: | 22/03959-6 - Estruturas bidimensionais para armazenamento de energia e sensores de gases: a teoria direcionada a experimentalistas e para a divulgação científica |
| Beneficiário: | Julio Ricardo Sambrano |
| Modalidade de apoio: | Auxílio à Pesquisa - Regular |
| Processo FAPESP: | 22/16509-9 - Simulações computacionais de heteroestruturas baseadas em dicalcogenetos metálicos de transição, MXenos e novos alótropos do carbono |
| Beneficiário: | José Artigas dos Santos Laranjeira |
| Modalidade de apoio: | Bolsas no Brasil - Doutorado |
| Processo FAPESP: | 13/08293-7 - CECC - Centro de Engenharia e Ciências Computacionais |
| Beneficiário: | Munir Salomao Skaf |
| Modalidade de apoio: | Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs |