官能化グラフェンには、単層窒素ドープグラフェンおよび多層窒素ドープグラフェンが含まれます。
炭素原子に対する窒素原子の割合は約2〜5%です。
グラフェンに窒素をドーピングすると、バンドギャップが開き、導電性の種類が調整され、電子構造が変化し、自由キャリアの密度が向上するため、グラフェンの導電性と安定性が向上します。
さらに、グラフェンカーボングリッドに窒素含有原子構造を導入すると、グラフェン表面の吸着活性サイトが増加し、金属粒子とグラフェン間の相互作用が強化されます。
したがって、窒素ドープグラフェンは、エネルギー貯蔵デバイスに適用すると電気化学的性能が向上し、高性能電極材料としての開発が期待されています。
既存の研究では、窒素ドープグラフェンがエネルギー貯蔵材料の容量特性、急速充放電容量、サイクル寿命を大幅に改善できることも示しており、これはエネルギー貯蔵の分野で大きな応用可能性を秘めています。