صفحه اصلی | ان آر تی سی | صفحه اصلی<

09392522438  
   EN | FA

مطالعه باتری های لیتیوم/سدیم و ...

چهارشنبه, 24 مهر 1398 ساعت 16:07
خواندن 45 دفعه

 

 

 

مطالعه ی باتری های لیتیوم/سدیم/منگنز و ... یون به کمک DFT

 

باتری لیتیومی جزو اولین باتری‌های مورد استفاده در گوشی‌های هوشمند بوده‌اند.

این باتری‌ها از یک الکترود مثبت (اکسید کبالت لیتیوم، فسفات آهن لیتیوم یا اکسید منگنز لیتیوم)، الکترود منفی (معمولا گرافیت) و یک الکترولیت (کربنات اتیلن، کربنات دی اتیل) استفاده می کنند. الکترولیت در یک حلال آلی بین الکترودها ذخیره می شود. کل باتری توسط یک قاب فلزی به محکمی پیچیده می شوند.

در تئوری تابعی چگالی (DFT) امکان بررسی خواص مختلف مواد مورد استفاده در باتری های لیتیوم/سدیم یون فراهم می باشد. می توان به کمک DFT نحوه ی جذب اتم های لیتیوم بر روی آند و یا کاتد را بررسی کرد. همچنین می توان ظرفیت باتری و ولتاژ مدار باز آن را در طی مراحل جذب لیتیوم بررسی نمود و تغییرات آن را مشاهده کرد. یکی از ویژگی های جالب توجه در مورد باتری های لیتیوم-یون، نفوذ پذیری یون لیتیوم بر روی سطح ماده ی آندی و یا کاتدی می باشد. این نفوذ پذیری به کمک روش محاسباتی Nudged Elastic Band (NEB) محاسبه می شود.

برخی از ویژگی هایی که می توان در مورد باتری ها به کمک شیمی محاسباتی بدست آورد به شرح زیر می باشند:

    • ویژگی های ماده ی آندی
    • ویژگی های ماده ی کاتدی
    • ظرفیت ذخیره انرژی
    • ولتاژ مدار باز (OCV)
    • نفوذ پذیری اتم های لیتیوم یا سدیم و ...

 

در این حوزه ی محاسباتی، می توان پروژه های کارشناسی ارشد و دکتری بسیاری را در رشته های شیمی، فیزیک، برق و مهندسی مواد تعریف کرد. در نرم افزارهای محاسباتی ای مانند Quantum ESPRESSO امکان محاسبه ی دقیق این پارامترها وجود داشته و نرم افزارهای جانبی دیگری نیز برای آنالیز های بیشتر و بدست آوردن نتایجی دقیق تر به منظور انتشار مقالات علمی در ژورنال های معتبر فراهم است.

 

 

نمونه مقالاتی که در این حوزه منتشر شده اند:

Allam, Omar, Byung Woo Cho, Ki Chul Kim, and Seung Soon Jang. "Application of DFT-based machine learning for developing molecular electrode materials in Li-ion batteries." RSC advances 8, no. 69 (2018): 39414-39420.

Meng, Qiangqiang, Jiale Ma, Yonghui Zhang, Zhen Li, Chunyi Zhi, Alice Hu, and Jun Fan. "The S-functionalized Ti 3 C 2 Mxene as a high capacity electrode material for Na-ion batteries: a DFT study." Nanoscale 10, no. 7 (2018): 3385-3392.

Kim, Jaewook, Sungwoo Kang, Jaechang Lim, and Woo Youn Kim. "Study of Li adsorption on graphdiyne using hybrid DFT calculations." ACS applied materials & interfaces 11, no. 3 (2018): 2677-2683.

 

 

 

 

نظرات


تصویر امنیتی تصویر امنیتی جدید

7 روز هفته، 24 ساعته پاسخگوی شما هستیم

social 16social 13social 09 social 05