اثر میدان الکتریکی بر عملکرد باتری یون سدیم بر مبنای آند بور ـ نیترید با استفاده از نظریه تابع چگالی

معلی, علی; نوعی, مازیار; خضعلی, فریدون; مالکی, افسانه

اثر میدان الکتریکی بر عملکرد باتری یون سدیم بر مبنای آند بور ـ نیترید با استفاده از نظریه تابع چگالی

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

¹ گروه شیمی، واحد امیدیه، دانشگاه آزاد اسلامی، امیدیه، ایران

² گروه شیمی، واحد ماهشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، ماهشهر، ایران

چکیده

در سال های اخیر علاقه مندی به سنتز و به کارگیری ساختارهای بور ـ نیترید (BN) به علت دارا بودن, ویژگی های متمایز، افزایش یافته است. از جمله این, ویژگی ها می توان به دانسیته ویژه پایین، پایداری دمایی بالا، مقاومت در برابر اکسید شدن، پایداری پراکندگی بالا، نیروی برشی بین لایه ای بالا (در مقایسه با ساختار همپای آن، گرافن)، ظرفیت جذب بالا و پهنای باند گسترده اشاره کرد. در این پژوهش هدف اصلی این می باشد که با استفاده از نظریه تابع چگالی (DFT)، اثر میدان الکتریکی(EF) بر جذب اتم Na و یونNa⁺ بر روی نانو صفحه BN به عنوان آند در باتری های سدیمی مورد بررسی قرار گرفته گیرد. نتیجه ها نشان دادند که جذب Na⁺ بسیار قوی تر از Na بوده و ولتاژ سلول (V_cell) با افزایش میدان الکتریکی به صورت توانی افزایش مییابد. به شکلی که در نبود حضور میدان V_cell=1/13V بوده و با افزایش میدان تا V87/ 1 افزایش می یابد که سبب ذخیره سازی بالای انرژی در باتری با زمان تخلیه طولانی می شود.

کلیدواژه‌ها

20.1001.1.10227768.1400.40.3.10.9

موضوعات

الکتروشیمی

مراجع

[1] Mohajeri S., Noei M., Molaei N., Cyanogen, Methylacetylene, Hydroquinone, Ethylacetylene, Aniline, Pyrrole, and Ethanol Detection by Using BNNT: DFT Studies. Iran. J. Chem. Chem. Eng. (IJCCE), 36(5): 89-98 (2017).

[2]Mohajeri S., Noei M., Salari A ., Hoseini Z., Ahmadaghaei N., Molaei N., Adsorption of Phosphine on a BN Nanosurface. Iran. J. Chem. Chem. Eng. (IJCCE), 37(1): 39-45 (2018)

[3] Yousefi N., Pazouki M., Alikhani H F., Alizadeh M., Statistical Evaluation of the Pertinent Parameters in Biosynthesis of Ag/MWf-CNT Composites Using Plackett-Burman Design and Response Surface Methodology, Iran. J. Chem. Chem. Eng. (IJCCE), 35(2): 51-62 (2016).

[4] Noei M., Different Electronic Sensitivity of BN and AlN Nanoclusters to SO₂ Gas: DFT Studies, Vacuum, 135: 44-49 (2017).

[5] Ahmadi R., Salmaniha M., Investigation of Chemical Properties in Fullerene Derivatives of Fluoxetine Drug: A DFT Study, Int. J. New Chemistry. (IJNC), 1(4):152-160 (2015).

[6] Noei M., Arjmand M., Removal of Cyanogen Toxic Gas from Environmental Systems by Using BN Nanosheet, Indian Journal of Fundamental and Applied Life Sciences(JLS), 5(S1): 5074-5080 (2015).

[7] Najafpour J., Salari A A., Zonouzi F., The Conformational Effect of 6-Mono-Substituted and 6,7-Di-Substituted Derivatives of 5,6,7,8-Tetrahydrodibenzo[a,c] Cyclo-octene on 13C Chemical Shift, Iran. J. Chem. Chem. Eng. (IJCCE), 34(4): 1-11 (2015).

[8] Soltani A., Ahmadian N., Kanani Y., Dehnokhalaji A A., Mighani H., Ab Initio Investigation of the SCN− Chemisorption of Single-Walled Boron Nitride Nanotubes, Appl. Surf. Sci., 258(24): 9536-9543 (2012).

[9] Noei M., Ahmadaghaei N., Salari A A., Ethyl Benzene Detection by BN Nanotube: DFT Studies, Journal of Saudi Chemical Society, 21: S12-S16 (2017).

[10] Eid Kh.M., Ammar Y.H., Adsorption of SO₂ on Li Atoms Deposited on MgO (1 0 0) Surface: DFT Calculations, Appl. Surf. Sci., 257(14): 6049-6058 (2011).

[11] Noei M., Different Electronic Sensitivity of BN and AlN Nanoclusters to SO₂ Gas: DFT Studies, Vacuum, 135: 44-49 (2017).

[12] Hongmei J., Shuqin W., Wenfang D., Youming Z., Youming T., Qingji X., Ming Ma., Graphene-Like Carbon Nanosheets as a New Electrode Material for Electrochemical Determination of Hydroquinone and Catechol, Talanta, 164:300-306 (2017).

[13] Noei M., Asadi H., Salari A A., Mahjoob M R., Adsorption of Pyridine by Using BN Nanotube: A DFT study, Indian Journal of Fundamental and Applied Life Sciences, 4(2): 679-685 (2014).

[14] Lin X S., Chen D Q., Zhong B., Yang J L., Purification of Yard-Glass Shaped Boron Nitride Nanotubes, Iran. J. Chem. Chem. Eng. (IJCCE), 33(1): 29-36 (2014).

[15] Sarma J.V.N., Rahman A., Jayaganthan R ., Rjab C ., Haranath D., Al-Doped ZnO Nanostructured Thin Films: Density Functional Theory and Experiment, Int. J. Nanosci., 14(4): 1550015-1550028 (2015).

[16] Peygan A.A., Hadipour N L., Bagheri Z., Effects of Al Doping and Double-Antisite Defect on the Adsorption of HCN on a BC₂N Nanotue: Density Functional Theory Studies, J. Phys. Chem. C, 117(5): 2427-2432 (2013).

[17] Shokuhi Rad A., First Principles Study of Al-Doped Graphene as Nanostructure Adsorbent for NO₂ and N₂O:DFT Calculations, Applied Surface Science, 357(A): 1217-1224 (2015).

[18] Eid Kh.M., Ammar Y H., A Density Functional Study of NO₂ Adsorption on Perfect and Defective MgO (1 0 0) and Li/MgO (1 0 0) Surfaces, Appl. Surf. Sci., 258(19): 7689-7698 (2012).

[19] Eid Kh.M., Taha H O., Kamal M A., Ashour A E., Abdel Halim W S., DFT Calculations of the CO Adsorption on Mn, Fe, Co, and Au Deposited at MgO (1 0 0) and CdO (1 0 0), Appl. Surf. Sci., 258(24): 9876-9890 (2012).

[20] Peyghan A.A., Noei M., Yourdkhani S., Al-Doped Graphene-Like BN Nanosheet as a Sensor for Para-Nitrophenol: DFT Study, Superlattices and Microstructures, 59: 115-122 (2013).

[21] Naseri A., Barati R., Rasoulzadeh F., Bahram M., Studies on Adsorption of Some Organic Dyes from Aqueous Solution onto Graphene Nanosheets, Iran. J. Chem. Chem. Eng. (IJCCE), 34 (2): 51-60 (2015)

[22] Karimi P., Effects of Structure and Partially Localization of the π Electron Clouds of Single-Walled Carbon Nanotubes on the Cation-π Interactions, Iran. J. Chem. Chem. Eng. (IJCCE), 35(3): 35-43 (2016).

[23] Peygan A.A., Noei M., Electronic Response of nano-Sized Cages of ZnO and MgO to Presence of Nitric Oxide, Chinese Journal of Chemical Physics, 26(2): 231-236 (2013).