نانومواد

شبکه های کربنی دو بعدی : Graphdiyne به عنوان ماده ذخیره کننده یون لیتیوم یون

شبکه های کربنی دو بعدی : Graphdiyne به عنوان ماده ذخیره کننده یون لیتیوم یون

شبکه های کربنی دو بعدی : Graphdiyne به عنوان ماده ذخیره کننده یون لیتیوم یون باتری های لیتیوم یون معمولاً حاوی کربن های گرافیتی به عنوان مواد آند هستند. دانشمندان از نانولف کربنیک graphdiyne به عنوان یک شبکه کربنی دو بعدی جدید برای مناسب بودن آن در کاربردهای باتری تحقیق کرده اند. Graphdiyne به اندازه گرافن صاف و نازک است که نسخه نازک یک لایه اتمی گرافیت است ، اما دارای تخلخل بالاتر و ویژگی های الکترونیکی قابل تنظیم است. در مجله Angewandte Chemie ، محققان سنتز ساده آن را از پایین به بالا از مولکول های پیش ساز سفارشی توصیف می کنند.

مواد کربنی متداول ترین مواد hode = href=”https://phys.org/tags/anode+materials/” rel=”tag” class=”textTag”> در باتری های لیتیوم یون . ساختار لایه ای آنها به یون های لیتیوم اجازه می دهد تا در حین دوچرخه سواری باتری به فضای بین لایه ها بروند و خارج شوند ، آنها دارای یک شبکه بلوری شش ضلعی بسیار رسانا هستند ، و یک شبکه متخلخل پایدار را برای نفوذ کارآمد الکترولیت تشکیل می دهند. با این حال ، تنظیم دقیق خواص ساختاری و الکتروشیمیایی دشوار است زیرا این مواد کربنی بیشتر از ماده پلیمری کربن در یک ترکیب از بالا به پایین تهیه می شوند.

Graphdiyne یک شبکه دو بعدی ترکیبی است که از حلقه های کربن شش ضلعی ساخته شده و توسط دو واحد استیلن ساخته شده است (“diyne” در نام). Graphdiyne به عنوان غشای نانومولار برای جداسازی ایزوتوپها یا هلیوم پیشنهاد شده است. با این حال ، خصوصیات الکترونیکی مجزا و ساختار شبه وب نیز گرافیدین را برای کاربردهای الکتروشیمیایی مناسب می کند. چانگشوی هوانگ از آکادمی علوم چین ، پکن و همکارانش توانایی های ذخیره سازی لیتیوم و خصوصیات الکتروشیمیایی مشتقات گرافیدین ساخته شده با تنظیم و تنظیم الکترونیکی را بررسی کرده اند.

دانشمندان با افزودن مولکول های پیش ساز بر روی یک ورق مس ، که خود به منظور تشکیل ساختارهای لایه ای مرتب شده ، مشتقات گرافیدین را در یک استراتژی از پایین به بالا سنتز کردند. نویسندگان با استفاده از مونومرهای حاوی گروههای عملکردی با خصوصیات الکترونیکی جالب ، نمودارهای کاربردی با خصوصیات الکتروشیمیایی و مورفولوژیکی مشخص تهیه کردند.

در میان این گروههای عملکردی ، نویسندگان گزارش کردند که کسانی که دارای اثرات الکترون جلب هستند ، شکاف باند گرافدیین را کاهش داده و رسانایی آن را افزایش می دهند. گروه سیانو به ویژه م effectiveثر بود و هنگامی که به عنوان ماده آندی استفاده می شد ، گرافیدین اصلاح شده سیانو ظرفیت ذخیره سازی لیتیوم بسیار خوبی را نشان داد و همانطور که نویسندگان گزارش کردند ، برای هزاران سیکل پایدار بود. در مقابل ، وقتی graphdiyne با گروههای عظیم کاربردی اصلاح شد ( گروههای متیل ) که الکترونها را به شبکه gradiyne اهدا می کنند ، نویسندگان یک فاصله لایه بزرگتر مشاهده کردند ، که باعث می شود ساختار مواد ناپایدار باشد به طوری که آند فقط از چند چرخه شارژ و تخلیه جان سالم به در برد. نویسندگان همچنین هر دو ماده اصلاح شده graphdiyne را با یک نسخه “خالی” مقایسه کردند که در آن فقط هیدروژن موقعیت گروههای عملکردی در شبکه.

نویسندگان نتیجه گرفتند که نمودارهای اصلاح شده را می توان با یک استراتژی از پایین به بالا تهیه کرد ، که همچنین برای ساخت ساختارهای کاربردی کربن دو بعدی برای باتری ها ، خازن ها و سایر دستگاه های الکتروکاتالیستی مناسب ترین حالت است.

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا