On the formation and diffusion of oxygen vacancies in non-stoichiometric mixed Co <sub> 3- <i>x</i> </sub> Mn <sub> <i>x</i> </sub> O <sub>4</sub> spinel structures from first-principles calculations
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Using first-principles simulations, we focus on the study of Co 3 O 4 –Mn 3 O 4 mixed oxides, which have recently shown alluring features as thermochemical heat storage materials. We provide fundamental atomistic-level insight into the thermodynamics and kinetics of a series of non-stoichiometric Co 3- x Mn x O 4- y (0 ⩽ x ⩽ 3 and y = 0, 0.125, 0.250) bulk systems, by examining in detail the formation and diffusion processes of oxygen vacancies as a function of Mn content. We find a preference for the formation of vacancies at x = 1.5. And we predict a significant drop of diffusion barriers for x ⩾ 1.5, when Mn atoms start to populate the spinel octahedral sites as Mn 3+ . Our results pave the way for better understanding the underlying mechanisms that govern oxygen vacancy dynamics in Co 3- x Mn x O 4 in general, and, in particular, the reversible reduction and re-oxidation reactions of these promising mixed oxides for thermal energy storage. Nevertheless, some discrepancies are found between our calculations on bulk models and recent experimental insights from the literature, which suggests that surface and finite size effects might play an important role in controlling the observed macroscopic behavior of these materials during reversible reduction and re-oxidation cycles.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».