Хлоридіндегі гидроний иондарының динамикасына атомдық түсініктер және отын ұяшықтарын қолдану үшін декан қышқылы негізіндегі терең эвтектикалық еріткіш

Аңдатпа

Протон алмасу мембраналық отын жасушалары жоғары тұрақты, арзан және экологиялық таза протон өткізетін орталарды қажет етеді. Дегенмен, дәстүрлі протон өткізетін электролиттер сусыз немесе ылғалдылығы төмен ортада шектеулі термиялық тұрақтылық және протонның қозғалғыштығын төмендету сияқты қиындықтарға тап болады. Бұл зерттеуде гидроний иондарын тасымалдау үшін ықтимал балама орта ретінде холин хлориді және декан қышқылы негізіндегі терең эвтектикалық еріткіштерді қарастырамыз. Дисперсиялық түзетуі бар тығыздық функционалдық теориясы есептеулері терең эвтектикалық еріткіштердің құрылымдарын гидроний ионы жоқ және бар болған кезде оңтайландыру үшін қолданылды, олардың құрылымдық және электрондық қасиеттері туралы нақты ақпарат береді. Оңтайландырылған геометриялар холин хлориді және декан қышқылы арасындағы сутектік байланыс желілерін көрсетеді, олар гидроний ионын біріктірген кезде одан әрі реттеледі. Молекулярлық электростатикалық потенциалды карталау тиімді протонды байланыстыратын аймақтарды анықтайды, ал шекаралық молекулалық орбитальды зерттеу гидроний иондарының өзара әрекеттесуінен туындаған электрондық таралу мен тұрақтылықтың өзгерістерін анықтайды. Нәтижелер холин хлориді және декан қышқылы матрицасы күшті сутегі байланысы арқылы гидроний иондарын тұрақтандырып, протонның тасымалдануын жақсарта алатынын көрсетеді. Бұл жұмыс еріткіш-гидроний өзара әрекеттесулері туралы атомдық деңгейде білім береді, отын элементтерін қолдану үшін арнайы терең эвтектикалық еріткіштердің негізіндегі электролиттерді ұтымды жобалау үшін негіз қалады және болашақ зерттеулерді эксперименттік тексеруге және протон алмасу мембраналық отын жасушалары жүйелеріне біріктіруге бағыттайды.