长狭缝孔隙中离子液体的阻抗响应
软凝聚态物质
2021-10-15 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
我们研究薄狭缝孔隙几何中离子液体的动力学。从带电硬球体系的经典与动态密度泛函理论出发，通过渐近过程得到一简化模型，该模型同时包含离子层状结构（垂直于狭缝孔壁方向）的精确分辨与孔隙长度方向的离子输运。这一降阶模型能以低数值代价对不同离子液体与电极孔隙尺寸进行定性比较。我们推导了降阶模型阻抗响应的半解析表达式，涉及数值可计算的灵敏度，并获得了在高频与低频极限下有效的有限空间 Warburg 元。此外，我们进行时间依赖数值模拟以复原阻抗响应作为交叉验证步骤。我们考察了阻抗响应对系统参数及所用密度泛函理论选择的依赖。纳入平均场之外的静电效应从定性上改变了特征响应时间对孔宽的依赖。我们观察到响应时间随孔宽变化的峰值，其高度与位置取决于所加电势差。我们讨论了如何将计算得到的动力学性质与平衡结果结合，以针对给定应用优化离子液体超级电容器。
引用
@article{arxiv.2110.07014,
title = {Impedance response of ionic liquids in long slit pores},
author = {Ruben J. Tomlin and Tribeni Roy and Toby L. Kirk and Monica Marinescu and Dirk Gillespie},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.07014},
year = {2021}
}