مطالعه نظري واكنش انتقال الكترون در آند باتري ليتيم-هوا با الكتروليت مايع يوني Cn(mim)22(NTF2): تاثير طول زنجيره آلكيلي

در اين پژوهش سرعت انتقال الكترون واكنش آندي باتري‌ ليتيوم-هوا در حضور Cn(mim)22(NTF2)، مايع هاي يوني دو كاتيوني بر پايه ايميدازوليوم، به‌عنوان الكتروليت به‌صورت تئوري بررسي شد. براي اين منظور ثابت سرعت انتقال الكترون (ket) فرايند مذكور بر اساس نظريه ماركوس محاسبه گرديد. انرژي آزاد گيبس فرايند (ΔG0)، انرژي بازآرايي (λ) و انرژي جفت شوندگي الكتروني (VRP) كميت‌هاي موردنياز براي تخمين ket مي‌باشند كه با استفاده از روش تئوري تابعيت چگالي (DFT) محاسبه شدند. تمامي محاسبات با استفاده از روش DFT با عملگر تبادل-همبستگي B3LYP و مجموعه پايه 6-311++G** و با كمك نرم‌افزار NWchem انجام شد. نتايج نشان داد ket وابسته به ثابت دي‌الكتريك حلال است و با افزايش طول زنجيره كربني جانبي در ساختار مايع يوني ثابت دي‌الكتريك و درنتيجه آن ket كاهش مي‌يابد. مقادير log(ket) محاسبه‌شده براي اين تركيبات در محدوده 1.312 تا 1.416 قرار دارد، كه از مقادير مرتبط با مايعات تك كاتيوني بزرگ‌تر مي‌باشند. دستاوردهاي اين تحقيق جهت طراحي مايعات يوني با خواص مورد نظر حائز اهميت است.