Grafeeni ja 1-etüül-3-metüülimidasoolium tetrafluoroboraadi piirpinna uurimine arvutuslike meetoditega

Abstract

Üha kasvav energia tarbimine on põhjustanud vajaduse suurema mahutavusega energiasalvestusseadmete järele. Nõudluse rahuldamiseks on püütud leida alternatiivseid viise elektrienergia talletamiseks. Ühe lahendusena on välja pakutud energia salvestamist elektroodi ja elektrolüüdi piirpinnal tekkivasse kaksikkihti. Ioonvedelike laia stabiilsusvahemiku tõttu pakuvad nad huvi võimalike elektrolüütidena superkondensaatorites, mistõttu on vajalik nende kompleksse piirpinnalähedase struktuuri kirjeldamine. Käesolevas töös uuriti grafeeni ja ioonvedeliku (1-etüül-3-metüülimidasoolium tetrafluoroboraadi) piirpinna omadusi ning nende muutumist elektroodi pinnalaengut varieerides, kasutades selleks suuremahulisi tihedusfunktsionaali teooria simulatsioone. Töös keskenduti elektroodi laengu varjestamise ning polarisatsiooni nähtustele. Valitud teooria tasemel on esmakordselt kirjeldatud grafeeni polarisatsiooni suurt mõju piirpinna mahtuvusele ning pakutud välja parandustegur elektroodi elektrontiheduse deformatsiooni arvestamiseks elektrilise kaksikkihi potentsiaalihüppe hindamisel.