مطالعه نظری واکنش انتقال الکترون در آند باتری لیتیم-هوا با الکترولیت مایع یونی Cn(mim) 22 (NTF2): تاثیر طول زنجیره آلکیلی

در این پژوهش سرعت انتقال الکترون واکنش آندی باتری لیتیوم-هوا در حضور Cn (mim) 22 (NTF2)، مایعات یونی (ILs) دو کاتیونی بر پایه ایمیدازولیوم، به عنوان الکترولیت به صورت تیوری بررسی شد. برای این منظور ثابت سرعت انتقال الکترون (ket) فرایند مذکور بر اساس نظریه مارکوس محاسبه گردید. انرژی آزاد گیبس فرایند (ΔG0)، انرژی بازآرایی (λ) و انرژی جفت شوندگی الکترونی (VRP) کمیت های موردنیاز برای تخمین ket می باشند که با استفاده از روش تیوری تابعیت چگالی (DFT) محاسبه شدند. تمامی محاسبات با استفاده از روش DFT با عملگر تبادل-همبستگی B3LYP و مجموعه پایه 6-311++G** و با کمک نرم افزار NWchem انجام شد. نتایج نشان داد ket وابسته به ثابت دی الکتریک حلال است و با افزایش طول زنجیره کربنی جانبی در ساختار مایع یونی ثابت دی الکتریک و درنتیجه آن ket کاهش می یابد. مقادیر log (ket) محاسبه شده برای این ترکیبات در محدوده 1.312 تا 1.416 قرار دارد، که از مقادیر مرتبط با مایعات تک کاتیونی بزرگ تر می باشند. دستاوردهای این تحقیق جهت طراحی مایعات یونی با خواص مورد نظر حایز اهمیت است.