23534

بررسي گرافن عامل دار شده با هگزاسيانو فرات نيكل به عنوان الكترود باتري يون ليتيمي به روش تئوري تابعي چگالي

كارشناسي ارشد

شيمي گرايش علوم و فناوري نانو-نانوشيمي

1396

29/6/1399

سيد مرتضي موسوي خوشدل

شيمي

با توجه به مصرف روز افزون انرژي و محدود بودن منابع در دسترس، ابزارهاي ذخيره سازي انرژي يكي از موضوعات مهم و مورد توجه امروز جامعه علمي دنياست از جمله ابزار هاي ذخيره سازي مي توان از باتري ها نام برد. بدين منظور در اين پايان¬نامه با استفاده از روش محاسباتي به باتري يون ليتيم پرداخته شده است. مهم ترين مسئله جهت كاربرد باتري هاي يون ليتيمي طراحي مواد الكترودي مناسب با ويژگي هايي از قبيل زيست تخريب پذير بودن، استحكام مناسب ساختار در برابر ورود و خروج يون هاي ليتيم، ظرفيت ويژه بالا، توان و عمر چرخه اي مناسب مي باشد. در اين بخش كارايي ماده نيكل هگزاسيانو فرات و تركيب آن با زير لايه گرافن، براي افزايش هدايت الكتريكي و پايداري، به عنوان الكترود باتري¬هاي يون ليتيم به روش تئوري تابعي چگالي مورد مطالعه قرار گرفت. نتايج حاصل از بررسي گرافن عامل دار شده نشان داد اين ماده با جذب بيش از 6 اتم ليتيم و ظرفيت تئوري mAh/g89.54 مي¬تواند ماده مناسبي جهت به كارگيري به عنوان ماده الكترودي باتري هاي يون ليتيمي باشد، همچنين محدوده ولتاژ محاسبه شده نشان گر كاربرد اين ماده به عنوان الكترود كاتد باتري هاي يون ليتيمي مي باشد.

1399/09/26

Investigation of Graphene functionalized by Nickel hexacyanoferrate as lithium ion battery electrode by density functional theory

9/20/2021 12:00:00 AM

Due to the increasing consumption of energy and limitation of available resources, energy storage devices are one of the most important topics of today’s scientific world. Batteries can be named as one of the energy storage devices. For this purpose, in this thesis, the lithium ion battery is discussed using a computational method. The most important issue for the use of lithium-ion batteries is the design of suitable electrode materials with special characteristics such as biodegradability, good strength of the structure against the entry and exit of lithium ions, high specific capacity, power and suitable cycle life. In this section, the efficiency of nickel hexacyanoferrate and its combination with graphene substrate, to increase electrical conductivity and stability, as the electrode material of lithium ion batteries was studied by density functional theory method. Investigation of results of functionalized graphene showed that this material with the absorption of more than 6 lithium atoms and the theoretical capacity of 89.54 mAh /g can be a suitable material for use as an electrode material for lithium ion batteries. Also, the calculated voltage range indicates that this material can be used as a cathode electrode for lithium ion batteries.