Unveiling the potential of 3D TH-graphyne: a porous carbon anode for efficient potassium-ion storage
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Due to the abundance and low cost of potassium resources, potassium-ion batteries have emerged as promising alternatives to Li-ion batteries, with high capacity and fast ion transport. This study presents a novel three-dimensional triangular-hexagonal graphyne-like (3D TH-GY) carbon allotrope engineered by incorporating acetylenic linkers. Ab initio calculations confirm that the semi-metallic 3D TH-GY is thermally and dynamically stable, having a small bandgap of 0.04 eV. The electrochemical potential of 3D TH-GY, along with a recently proposed two-dimensional porous carbon allotrope (TH-GY), is assessed as an anode material for KIBs via DFT calculations. The study reveals strong K-ion binding, with values of –0.97 eV for 2D TH-GY and –1.53 eV for 3D TH-GY, respectively, facilitating efficient ion intercalation while ensuring favorable desorption kinetics. The calculated diffusion barriers for K-ion migration are exceptionally low (0.036 eV for 2D TH-GY, 0.12 eV for 3D TH-GY), indicating rapid ion transport across the surface. Moreover, the theoretical capacities of 2D TH-GY and 3D TH-GY reach 929.83 and 495.91 mAh g −1 , respectively, positioning them as promising candidates for high-performance charge–discharge cycles in KIBs. The combination of high charge storage capacity, fast ion diffusion, and structural robustness highlights TH-GY-based materials as compelling alternatives for next-generation potassium-ion battery anodes.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| 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 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».