مطالعه ي قابليت نانوساختارهاي بر پايه ي گرافن به عنوان باتري هاي يون سديم

در اين پژوهش، نانو ساختارهاي بر پايه ي گرافن با روش هاي شيمي كوانتمي محاسباتي شبيه سازي شده و برهم كن هاي جداگانه يون هاي ايزوالكترونيك سديم و فلوريد با وجه هاي دروني و بيروني آن ها مطالعه شد. همچنين، برهمكنش هاي هم زمان اين يون ها با وجه هاي دروني و بيروني نانو ساختار ها با دو مدل بررسي شد. در مدل اول،يون فلوريد با وجه بيروني و يون سديم با وجه دروني نانو ساختار ها به طور همزمان برهمكنش مي دهد و در مدل دوم، موقعيّت هاي يون ها تعويض شده تا اثر آن بر انرژي هاي اتّصال كمپلكس هاي سه تايي مربوطه مطالعه شود. نتيجه ها مشخّص نمود كه انرژي هاي اتّصال در مدل اول نسبت به مدل دوم به طور ميانگين به ميزان 1.90 كيلو كالري بر مول بيش تر است. همچنين، كاهش استقرار نيافتگي الكتروني/ افزايش استقرار نيافتگي الكتروني در حلقه ي مركزي نانو ساختارها براي برهمكنش يون ها با وجه بيروني آن ها در مدل اول/مدل دوم دلخواه تر است. نتيجه ها پيشنهاد مي كند كه نانو ساختارهاي بر پايه ي گرافن به دليل داشتن ويژگي هاي يگانه ساختاري و الكتروني بسترهاي خوبي براي برهم كنش هاي يون ها هستند و مي توانند به عنوان باتري هاي يون سديم در نظر گرفته شوند. همچنين، افزايش انحناي نانو ساختار ها منجر به عامل دار شدن بهتر وجه هاي بيروني آن ها با يون هاي با بار منفي مي شود و مي توان با تغيير دادن چگالي هاي ابر الكتروني ديواره آن ها عملكرد شان را به عنوان باتري هاي يوني بهينه نمود.