Die elektrolytische Doppelschicht an Nanodrähten und in Nanoröhren

• Antragsteller: Dr. Christoph Hartnig
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Chemie: Elektronenstruktur, Dynamik, Simulation ; Theoretische Chemie: Moleküle, Materialien, Oberflächen
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 19083352

Die Theorie der elektrolytischen Doppelschicht ist eines der großen ungelösten Probleme der Elektrochemie: Trotz jahrzehntelanger Forschung kann man die Doppelschichtkapazität selbst von Einkristallelektroden nicht berechnen. Dabei ist die Beziehung zwischen Elektrodenpotential und Oberflächenladungsdichte fundamental für die Elektrochemie. In diesem Projekt wollen wir die Doppelschicht von besonders interessanten Elektroden untersuchen, von monoatomaren metallischen Nanodrähten und von Nanoröhren. Auf Grund der Zylindergeometrie sollten diese Strukturen leichter zu behandeln sein als ebene Elektroden. Dabei setzt sich die Doppelschicht aus zwei Anteilen zusammen: der Grenzschicht in der Lösung und der Oberfläche des Metalls. Der erste Beitrag soll mit klassischer Molekulardynamik behandelt werden, der zweite mit quantenchemischen Methoden. Mit Hilfe der Quantenchemie soll auch die Wechselwirkung zwischen Lösung und Elektrode berechnet werden. Wir hoffen, mit unseren Untersuchungen quantitative Aussagen zur Doppelschicht an Nanodrähten und -röhren zu erhalten, die sich zum Teil auch auf ebene Elektroden übertragen lassen sollten. Eine direkte technische Anwendungen unsere Ergebnisse versprechen wir uns nicht, aber natürlich könnten Nanodrähte und -röhren ein wichtige Rolle in einer zukünftigen Nanotechnologie spielen, speziell die Röhren, die als Modell für beispielsweise Kohlenstoffnanoröhren dienen, sind für Superkondensatoren, d.h. Kondensatoren mit besonders hoher Kapazität, interessant.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr. Wolfgang Schmickler