| باتری‌های یون سدیم: بررسی رفتار انحلال پذیری یون سدیم در الکترولیت‌های آلی غیرآبی |
| کد مقاله : 1090-17THECSI |
| نویسندگان |
|
حمیدرضا قناعتیان *1، مهدی شکوریان فرد2 1استادیار، گروه فیزیک، دانشگاه جهرم، جهرم، ایران 2گروه مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی بیرجند، بیرجند، ایران، صندوق پستی: 765/55157. |
| چکیده مقاله |
| توانایی سریع ذخیره و تحویل مجدد انرژی با توان بالا در باتری های مدرن لازمه دستگاه های الکتریکی هیبریدی امروزی است [1]. اگرچه، فناوری پیشرفته اساساً مبتنی بر فناوری باتری یون لیتیوم است، اما از منظر در دسترس بودن مواد اولیه و هزینه تولید با چالش‌های زیادی مواجه است [2]. لذا، با توجه به تقاضای فعلی لیتیوم، برآورد می‌شود که این منابع، عمدتاً کربنات لیتیوم، تنها برای کمتر از 100 سال دوام خواهد آورد. با پیش‌بینی چنین سناریوهایی، ضروری است تا فناوری‌های جایگزین باتری مبتنی بر لیتیوم را توسعه دهیم. از سال 1985، که فناوری سدیم زبرا Na/S∥Na/NiCl2 با دمای بالا به کمک β- الکترولیت سرامیکی آلومینا-یون سدیوم با موفقیت توسعه یافت، فناوری مبتنی بر یون سدیم، فراتر از لیتیوم، پیشگام شد [3]. از این رو، تحقیقات علمی بیشتری برای انتخاب الکترولیت مناسب باتری‌های یون-سدیمی و بهینه‌سازی بایندرها، افزودنی‌ها و الکترولیت‌ها مورد نیاز است [4]. در این تحقیق، محاسبات ساختار الکترونیکی دقیقی برای درک بهتر برهمکنش ها و رفتار یون-الکترولیت انجام و برهمکنش الکترونیکی در سطح کوانتومی بررسی شده است که نتایج مطالعات قبلی به کمک دینامیک مولکولی را تایید می‌کند. به منظور مطالعه‌ی رفتار حلال پوشی یون های سدیم با کربناتها و توزیع بار تمرکز بر شیمی مدل‌های غیر واکنشی محدود شده است. همچنین خواص مکانیکی کوانتومی مانند انرژی های اتصال، شکاف باند انرژی نسبی هومو-لومو، مقدار و جهت انتقال بار، و توزیع مجدد بار پس از برهم کنش یون سدیم با الکترولیت های مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است. |
| کلیدواژه ها |
| الکترولیت های آلی غیرآبی، حلالیت یون سدیم، نظریه تابعی چگالی ، شبیه سازی دینامیک مولکولی |
| وضعیت: چکیده برای ارائه شفاهی پذیرفته شده است |