Presentation by Hristo Rasheev
МОДЕЛИРАНЕ НА НОВ 3D-МАТЕРИАЛ ЗА ПРЕЗАРЕЖДАЕМИ БАТЕРИИ
/MODELING OF A NEW 3D MATERIAL FOR RECHARGEABLE BATTERIES/
Христо Рашеев*, Агниешка Серемак, Радостина Стоянова*, Аля Таджер*
Abstract: Разнообразните приложения на презаредимите батерии в преносими устройства и електрически превозни средства обуславят нестихващия интерес към тях както на експериментатори, така и на теоретици. В допълнение, поради непостоянния характер на производството на енергия от възобновяеми енергийни източници, наред с мобилни са нужни и стационарни батерии със значително по-голям размер. В тази връзка, ефективността на съществуващите батерии трябва да се подобри. Първостепенна задача за усъвършенстването на батериите е разработването на нови електродни материали с по-голям капацитет и енергийна плътност. Ключово изискване към новите материали е да работят с токоносители на по-разпространени и по-евтини елементи като натрий и магнезий, като по този начин да минимизират негативното въздействие на производството на батерии върху околната среда. Един от основните инструменти за дизайн и предсказване на свойства на нови материали е квантовата химия. В настоящето изследване е моделирана нова тримерна метал-органична мрежа (MOF) съставена от Ni(II) и линкъри от функционализиран бензохинон. Чрез теорията на функционала на плътността са оценени окислително-редукционните свойства на материала спрямо литий, натрий и магнезий. Получени са профилите на електрохимичния потенциал за всеки метал и са обсъдени в светлината на структурните промени и преразпределението на заряда в моделните системи. Изчислените теоретични капацитети (1065, 710 и 533 mA.h.g -1 съответно за Li, Na, и Mg) и енергийни плътности на материала са особено обещаващи и очертават възможността за приложението му в следващо поколение презареждаеми батерии.
1. H. Rasheev, A. Seremak, R. Stoyanova, A. Tadjer, Molecules, 2022, vol. 27, 586.
The authors from CARiM’s Research Team are noted with *
VIHREN-CARiM 2019 