Ảnh hưởng của sự pha tạp ion Co2+ đến cấu trúc và khả năng đan cài ion natri của vật liệu birnessite MnO2

Tóm tắt

Nghiên cứu này đánh giá ảnh hưởng của sự pha tạp ion Co²⁺ đến cấu trúc và khả năng đan cài ion natri vào vật liệu MnO₂ birnessite. Vật liệu MnO₂ birnessite pha tạp ion cobalt ở các hàm lượng khác nhau (từ 5 đến 25%) được tổng hợp bằng phương pháp nung pha rắn ở 600^oC. Phổ nhiễu xạ tia X cho thấy sự pha tạp Co²⁺ không làm thay đổi cấu trúc lớp của vật liệu MnO₂ birnessite và khoảng cách trung bình giữa các lớp đạt 7,2 Ả. Kết quả đo phóng nạp tại tốc độ C/10 trong vùng thế 1,5-3,8 V (vs Na⁺/Na) cho thấy hàm lượng pha tạp cobalt 10% giúp cải thiện dung lượng tốt nhất và duy trì độ bền dung lượng so với birnessite không pha tạp. Vật liệu birnessite pha tạp cobalt 10% có khả năng đan cài 0,55 ion Na⁺ cho 1 mol vật liệu, tương ứng với dung lượng riêng 150 mAh/g.