Janus MoTeSe材料对锂离子电池热失控特征气体(H2, CO, C2H4)的吸附与传感特性：DFT研究揭示新型传感器设计路径

（编辑推荐）本研究通过密度泛函理论(DFT)系统探究Janus MoTeSe材料对锂离子电池热失控特征气体(H2/CO/C2H4)的吸附机制，发现Pd/Cu/Cr掺杂可显著提升材料导电性和传感响应。其中Cu-MoTeSe(Te)表面对CO/C2H4兼具优异吸附-解吸性能，为开发高灵敏度气体传感器提供理论依据。

　　

Highlight

本研究通过密度泛函理论(DFT)揭示了Janus MoTeSe材料在锂离子电池热失控早期预警中的关键作用。研究聚焦H₂、CO和C₂H₄三种标志性气体，通过Pd/Cu/Cr原子掺杂策略，系统分析了材料表面电子传导性和气体敏感性的调控机制。

计算细节

采用广义梯度近似(GGA)下的PBE泛函处理电子交换-关联作用，并引入Grimme色散校正确保吸附能计算精度。所有计算通过VASP软件完成，截断能设为520 eV，力收敛标准为0.02 eV/?。

优化结构与初始MoTeSe

气体分子优化显示：H₂(0.751 ?)和CO(1.142 ?)呈线性结构，C₂H₄的C=C键长1.338 ?。Janus MoTeSe单层呈现典型三明治结构，Te-Se面不对称性导致自发极化，为气体吸附提供活性位点。

结论

研究发现：1) Cu-MoTeSe(Te)对CO/C₂H₄展现最佳灵敏度，室温恢复时间<10³秒；2) Pd掺杂引发强化学吸附和轨道杂化；3) 所有体系对H₂吸附较弱。该工作为开发锂电热失控智能监测传感器奠定理论基础。