Lead
Ionische Flüssigkeiten (Ionic Liquids = ILs) sind Salze mit einem Schmelzpunkt unter 100 oC. Das große Anwendungsspektrum dieser Flüssigkeiten umfasst unter anderem ihren Einsatz als flüssige Elektrolyte in energierelevanten Anwendungen, z.B. in Batterien. Der Ladungstransport in solchen Elektrolyten wird wesentlich durch die Mobilität der involvierten Ionen beeinflusst. Ein detailliertes Verständnis der Dynamik der Ionen in Ionischen Flüssigkeiten ist Voraussetzung für einen gezielten Einsatz dieser Fluide bzw. für das Design solcher Flüssigkeiten.

Lay summary

Inhalt und Ziel des Forschungsprojektes

 

Das Ziel des Forschungsprojektes besteht in der Untersuchung aller relevanten dynamischen Prozesse in den entsprechenden Ionischen Flüssigkeiten mit Hilfe quasielastischer und inelastischer Neutronenstreuung. Die Verwendung einer Vielzahl von Spektrometern erlaubt es einen großen dynamische Bereich abzudecken. Zeitgleich werden die zu untersuchenden Systeme mittels molekulardynamischer (MD) Simulationen beschrieben. Diese Simulationen decken den durch Neutronenstreuung zugänglichen dynamischen Bereich ab und erlauben daher ein tieferes Verständnis der Streudaten. Dabei stehen folgende wissenschaftlichen Fragen im Vordergrund: (i) wie wird die Innendynamik durch die Anzahl der potenziellen Wasserstoffbrückenbindungen beeinflusst, (ii) welche Auswirkungen hat die Stärke der Wasserstoffbrückenbindungen auf die Ionendynamik und (iii) wie sieht der Protonentransportmechanismus in der zu untersuchenden Ionischen Fluten aus?

 

 

Wissenschaftlicher und gesellschaftlicher Kontext des Forschungsvorhabens

 

Unser Forschungsprojekt wird zu einem tieferen Verständnis der molekularen Prozesse in Ionischen Flüssigkeiten beitragen und damit u.a. zu einem gezielten Design neuer, anwendungsorientierter (z.B. im Rahmen energierelevanter Anwendungen) Ionischer Fluide führen.

 

 

Keywords

 

Ionic Liquids, Molecular dynamics simulations, Neutron scattering, Charge transport, Hydrogen Bonds, Vibrational density of States, Quasielastic Neutron Scattering