Verbesserte atomistische Beschreibung von Strukturen und Prozessen an elektrochemischen Elektroden/Elektrolyt-Grenzflächen aus ersten Prinzipien

• Antragsteller: Professor Dr. Axel Groß
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Chemie: Moleküle, Materialien, Oberflächen
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 428022078

Strukturen und Prozesse an elektrochemischen Elektroden/Elektrolyt-Grenzflächen sind nicht nur interessant aus der Sicht der Grundlagenforschung, sie sind auch technologisch relevant im Zusammenhang mit der elektrochemischen Energieumwandlung und -speicherung. Dennoch wird die atomistische Beschreibung dieser Strukturen und Prozesse aus ersten Prinzipien von zwei Faktoren behindert: erstens erfordert die Gegenwart von flüssigen Elektrolyten numerisch auswändige statistische Mittelungen; und zweitens verlangt die Simulation von elektrochemischen Prozesse eine Kontrolle des Elektrodenpotential während einer Simulation, jedoch halten aktuelle Implementierungen von Elektronenstrukturprogrammen typischerweise die Ladung konstant, aber nicht das Elektrodenpotential. In diesem Projekt sollen diese beiden Probleme adressiert werden. Wir wollen umfangreiche ab initio Molekulardynamiksimulationen mit explizitem Lösungsmittel durchführen, die auch als Referenz dienen sollen, um implizite Lösungsmodelle zu validieren oder zu verbessern. Und wir wollen ein explizites Gegenelektroden-Schema, das wir bereits implementiert hatten, erweitern und es als Basis für ein Methode nutzen, bei der das Potential konstant gehalten wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen