Изучение электрического двойного слоя с помощью молекулярной динамики.

Семинар дискуссионной группы Центра Леннарда-Джонса, проводимый профессором Матье Саланом из Сорбоннского университета. Прикладная электрохимия играет ключевую роль во многих технологиях, таких как батареи, топливные элементы, суперконденсаторы или солнечные батареи. Поэтому она лежит в основе многих исследовательских программ по всему миру. Тем не менее, фундаментальные электрохимические исследования остаются редкими. В частности, электрохимия относится к областям, где разрыв между теорией и экспериментом является наибольшим. С вычислительной точки зрения это связано с трудностями сочетания реалистичного представления электронной структуры электрода и структуры и динамики электролита. За последнее десятилетие профессор Саланн и его коллеги разработали классический код молекулярной динамики, позволяющий моделировать электрохимические ячейки. На первом этапе электроды были смоделированы как идеально экранирующие металлы с постоянным приложенным потенциалом между ними. Недавно этот подход был расширен для учета степени металличности электрода (т. е. от полуметаллов до идеальных проводников) с использованием полуклассической модели Томаса-Ферми. Параллельно было недавно показано, что метод постоянного приложенного потенциала можно заменить методом конечного поля для системы с плоской геометрией. Эти моделирования позволили получить ценные сведения о суперконденсаторах — электрохимических устройствах, которые накапливают заряд на границе раздела электрод/электролит посредством обратимой адсорбции ионов. Сравнивая графитовые и нанопористые углеродные электроды, полученные из карбидов, удалось выяснить микроскопический механизм, лежащий в основе увеличения емкости в нанопористых углеродных материалах. В последнее время основное внимание уделяется инновационным электролитам, содержащим небольшое количество воды, растворенной в ионных жидкостях или органических растворителях, для применения в катализе. Сопутствующие статьи: Программный пакет: https://gitlab.com/ampere2/metalwalls Настройка металличности: https://aip.scitation.org/doi/abs/10.... Моделирование геометрии пластины методом конечного поля: https://journals.aps.org/prl/abstract... Емкость нанопористых углеродных материалов: https://www.nature.com/articles/nener... Применение в катализе: https://www.nature.com/articles/s4192... Семинар состоялся 14 февраля 2022 года. 🖥️ Посетите наши веб-сайты: https://linktr.ee/cumaterials