Projektbeschreibung:

Im Rahmen des Projekts B3 werden Fest-Flüssig-Grenzflächen mit Hilfe von molekulardynamischen Simulationen auf atomistischer Ebene untersucht. Ziel ist es, ein besseres Verständnis der elektrochemischen Prozesse an den Grenzflächen in Nanoporen mit wässrigen Elektrolyten zu erhalten. Nanoporöse Materialien finden breite Anwendung in elektrochemischen Energiespeichertechnologien und bei der Gewinnung elektrischer Energie. Diese Studie kann den Ladungsspeicher Prozess aufdecken und wertvolle Informationen für die Optimierung der entsprechenden Anwendungen liefern.

Materialen und Methoden:

Nanoporöses Silizium hat hervorragende dielektrische Eigenschaften. Unter Anlegen eines elektrischen Feldes bildet sich eine sogenannten Helmholtz Doppelschicht an der Grenzfläche aus. Innerhalb dieser Doppelschicht wird die elektrische Energie statisch durch das entstehende elektrische Feld gespeichert.

Die molekulardynamischen Simulationen werden in der Umgebung des Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator (LAMMPS) und dem Vienna Ab initio Simulation Package (VASP) durchgeführt. Die Simulationen reichen von klassischen Kraftfeldsimulationen bis hin zu ab-initio-Molekulardynamik unter Verwendung der Dichtefunktionaltheorie. Die Simulationen werden unter Anlegung eines externen elektrischen Potentials durchgeführt.

Betreuer:

Prof.  Dr. Robert Meißner, Prof. Dr. Patrick Huber