بررسی ویژگی های مکانیک کوانتومی برخی نانو لوله های کربنی و نیترید بور دسته صندلی برای ایجاد باتری های یون منیزیم: یک مطالعه محاسباتی

باتری های قابل شارژ یون منیزیم  برای ذخیره ی انرژی الکتریکی مفید هستند زیرا فراوانی و چگالی انرژی منیزیم از لیتیم بیشتر است. در این تحقیق، با استفاده از محاسبات مکانیک کوانتومی ساختار اولیه ی نانولوله های کربنی تک دیواره دسته صندلی (4و4)، (5و5) و (6و6) با استفاده از روش M06-2X و مجموعه پایه ی (d,p) 6-31g توسط بسته نرم افزاری گوسین 09 بهینه شده است. سپس، برهمکنش یون منیزیم با این ساختارها مطالعه شد تا قابلیت آنها برای ساخت باتری های منیزیمی ارزیابی شود. نتایج نشان می دهد که کمپلکس های ایجاد شده از این ساختارها انرژی های اتصال خوبی دارند و هرچه قطر خارجی نانو لوله ها بیشتر باشد انرژی اتصال مطلوب تر است. در واقع، فاصله انرژی این نانو لوله ها با افزایش قطر نانولوله کاهش می یابد و بر قدرت اتصال آنها به یون منیزیم تاثیر می گذارد. از طرفی، نانو لوله های نیترید بور متناظر با نوع کربنی نیز با روش مشابهی بهینه شد و برهمکنش یون منیزیم با این ساختارها نیز بررسی شد. نتایج نشان می دهد که نانو لوله های نیترید بور با قطر خارجی کمتر کمپلکس های با انرژی اتصال بیشتر با یون منیزیم تشکیل می دهند. به طور کلی، هر دو نوع این نانو لوله ها گزینه های خوبی برای تهیه ی ماده ی آندی در باتری های یون منیزیم هستند. سرانجام، بیشتر شدن انرژی اتصال کمپلکس های آنها با یون منیزیم با افزایش ولتاژ باتری همراه است.