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 علاقه­مندی 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 قوی­تر از Na بوده و ولتاژ سلول (Vcell) با افزایش میدان الکتریکی به صورت توانی افزایش می­یابد. به شکلی که در نبود حضور میدان Vcell=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


[1] Mohajeri S., Noei M., Molaei N., Cyanogen, Methylacetylene, Hydroquinone, Ethylacetylene, Aniline, Pyrrole, and Ethanol Detection by Using BNNT: DFT StudiesIran. 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  NanosurfaceIran. 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).
[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).
[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).
[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)
[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).