بررسی ویژگی های مکانیک کوانتومی برخی نانو لوله های کربنی و نیترید بور دسته صندلی برای ایجاد باتری های یون منیزیم: یک مطالعه محاسباتی

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه زابل، زابل، ایران

چکیده

باتری­های قابل شارژ یون منیزیم  برای ذخیره­ی انرژی الکتریکی مفید هستند زیرا فراوانی و چگالی انرژی منیزیم از لیتیم بیشتر است. در این تحقیق، با استفاده از محاسبات مکانیک کوانتومی ساختار اولیه­ی نانولوله­ های کربنی تک­دیواره دسته ­صندلی (4و4)، (5و5) و (6و6) با استفاده از روش ­M06-2X و مجموعه پایه ­ی (d,p) 6-31g توسط بسته نرم­افزاری گوسین ۰۹ بهینه شده است. سپس، برهمکنش یون منیزیم با این ساختارها مطالعه شد تا قابلیت آنها برای ساخت باتری­های منیزیمی ارزیابی شود. نتایج نشان می­ دهد که کمپلکس­ های ایجاد شده از این ساختارها انرژی­ های اتصال خوبی دارند و هرچه قطر خارجی نانو­لوله ­ها بیشتر باشد انرژی اتصال مطلوب­تر است. در واقع، فاصله انرژی این نانو­لوله­ ها با افزایش قطر نانولوله­ کاهش می­یابد و بر قدرت اتصال آنها به یون منیزیم تأثیر می گذارد. از طرفی، نانو­لوله­ های نیترید­بور متناظر با نوع کربنی نیز با روش مشابهی بهینه شد و برهمکنش یون منیزیم با این ساختارها نیز بررسی شد. نتایج نشان می­دهد که نانو­لوله­ های نیترید­بور با قطر خارجی کمتر کمپلکس­های با انرژی اتصال بیشتر با یون منیزیم تشکیل می ­دهند. به طور کلی، هر دو نوع این نانو­لوله ­ها گزینه ­های خوبی برای تهیه­ ی ماده­ی آندی در باتری­ های یون منیزیم هستند. سرانجام، بیشتر شدن انرژی اتصال کمپلکس ­های آنها با یون منیزیم با افزایش ولتاژ باتری همراه است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار