Grafeeni ja 1-etüül-3-metüülimidasoolium tetrafluoroboraadi piirpinna struktuuri ja mahtuvuse temperatuurisõltuvuse uurimus

Abstract

Toatemperatuursed ioonvedelikud on uudsed ühendid, mida on uuritud kui võimalikke elektrokeemiliste energiasalvestusseadmete elektrolüüte. Üheks selliseks seadmeks on superkondensaator, milles energia salvestatakse elektroodi ja ioonvedeliku piirpinnal tekkinud struktuuris. Käesolevas magistritöös hinnati molekulaardünaamikaga grafeeni ja 1-etüül-3- metüülimidasoolium tetrafluoroboraadi piirpinna mahtuvust ning uuriti selle struktuuri erinevatel keskkonna temperatuuridel ja elektroodi potentsiaalidel. Töö eesmärkideks olid mahtuvuse ja ioonvedeliku piirpinnalähedase struktuuri muutuste seostamine ning mahtuvuse temperatuurisõltuvuse selgitamine. Uurimuse tulemusena leiti, et null-laengu potentsiaali lähedal temperatuuri kasvamisel piirpinna mahtuvus kahaneb suurenenud soojusliikumise tõttu, mis takistab ioonide korrapärast piirpinnale pakkimist. Lisaks näidati, et mahtuvuse potentsiaalist sõltuvuse graafikutel esinevad karakteersed sadulpunktid, mis on tingitud ümberkorraldustest ioonvedeliku piirpinnalähedases struktuuris.