Badania oddziaływań jon metalu-rozpuszczalnik w elektrolitach dla ogniw jonowych metodami dynamiki molekularnej klasycznej i ab initio

master
dc.abstract.enThe subject of the study was to examine ion-solvent interactions in ionic liquid-based Na[FSI]-[EMIm][FSI] electrolyte by monitoring the changes in band frequencies in vibrational spectra obtained from Born-Oppenheimer molecular dynamics simulation. MD trajectories were calculated for three systems with different molar fractions of the sodium salt: 0, 0.2 and 0.5, respectively. Radial pair distribution functions yielded the coordination number of sodium cation equal 6 and confirmed coordination of the Na+ cation by oxygen atoms. There were no differences between results of classical and ab initio dynamics. Additional calculations of vibrational frequencies band intensities in vibrational spectra for isolated FSI- conformers and different Na[FSI] complexes in vacuum were made using MP2 method. Results were used to estimate the largest possible band shifts in the spectrum and to identify the atoms involved in the vibrations active in the studied range of the spectra. Complexation energies of Na[FSI] complexes and their relative energies were also calculated. The shift of the band at 730 cm-1 observed experimentally in the electrolyte with growing sodium salt concentration was correctly reproduced in the IR spectrum obtained from ab initio molecular dynamics as the Fourier transform of the autocorrelation function of the dipole moment.pl
dc.abstract.plCelem pracy było zbadanie oddziaływań jon-rozpuszczalnik w opartym na cieczy jonowej elektrolicie Na[FSI]-[EMIm][FSI] na podstawie zmian częstości pasm w widmach oscylacyjnych otrzymanych z symulacji dynamiki molekularnej Borna-Oppenheimera. Wyznaczono trajektorie dla trzech układów o różnych ułamkach molowych Na[FSI], odpowiednio 0; 0,2 oraz 0,5. Na podstawie radialnych funkcji rozkładu par ustalono liczbę koordynacyjną kationu sodu jako równą 6 oraz wiązanie kationu Na+ przez atomy tlenu. Identyczny rezultat uzyskano dla trajektorii klasycznej dynamiki molekularnej. Metodą MP2 wykonano także pomocnicze obliczenia częstości drgań normalnych oraz intensywności pasm w widmach oscylacyjnych izolowanych konformerów FSI- oraz kompleksów Na[FSI] w próżni. Na ich podstawie oszacowano maksymalne możliwe przesunięcia pasm w widmach oscylacyjnych oraz zidentyfikowano atomy zaangażowane w drgania aktywne w badanym zakresie częstości. Określono także energie tworzenia poszczególnych kompleksów oraz ich względne energie. W widmie IR elektrolitu otrzymanym z symulacji dynamiki molekularnej jako transformata Fouriera funkcji autokorelacji momentu dipolowego poprawnie odtworzono przesunięcie pasma obserwowanego doświadczalnie przy 730 cm-1 przy zwiększaniu stężenia Na[FSI].pl
dc.affiliationWydział Chemiipl
dc.areaobszar nauk ścisłychpl
dc.contributor.advisorEilmes, Andrzej - 127871 pl
dc.contributor.authorWróbel, Piotrpl
dc.contributor.departmentbycodeUJK/WC3pl
dc.contributor.reviewerEilmes, Andrzej - 127871 pl
dc.contributor.reviewerMakowski, Marcin - 130234 pl
dc.date.accessioned2020-07-27T14:10:24Z
dc.date.available2020-07-27T14:10:24Z
dc.date.submitted2018-06-27pl
dc.fieldofstudychemia w ramach Studiów Matematyczno-Przyrodniczychpl
dc.identifier.apddiploma-121553-177105pl
dc.identifier.projectAPD / Opl
dc.identifier.urihttps://ruj.uj.edu.pl/xmlui/handle/item/226085
dc.languagepolpl
dc.subject.enBorn-Oppenheimer molecular dynamics, vibrational spectroscopy, sodium electrolytes, ionic liquidspl
dc.subject.plDynamika molekularna Borna-Oppenheimera, spektroskopia oscylacyjna, elektrolity sodowe, ciecze jonowepl
dc.titleBadania oddziaływań jon metalu-rozpuszczalnik w elektrolitach dla ogniw jonowych metodami dynamiki molekularnej klasycznej i ab initiopl
dc.title.alternativeStudies of metal ion-solvent interactions in electrolytes for ion cells using classical and ab initio molecular dynamicspl
dc.typemasterpl
dspace.entity.typePublication
dc.abstract.enpl
The subject of the study was to examine ion-solvent interactions in ionic liquid-based Na[FSI]-[EMIm][FSI] electrolyte by monitoring the changes in band frequencies in vibrational spectra obtained from Born-Oppenheimer molecular dynamics simulation. MD trajectories were calculated for three systems with different molar fractions of the sodium salt: 0, 0.2 and 0.5, respectively. Radial pair distribution functions yielded the coordination number of sodium cation equal 6 and confirmed coordination of the Na+ cation by oxygen atoms. There were no differences between results of classical and ab initio dynamics. Additional calculations of vibrational frequencies band intensities in vibrational spectra for isolated FSI- conformers and different Na[FSI] complexes in vacuum were made using MP2 method. Results were used to estimate the largest possible band shifts in the spectrum and to identify the atoms involved in the vibrations active in the studied range of the spectra. Complexation energies of Na[FSI] complexes and their relative energies were also calculated. The shift of the band at 730 cm-1 observed experimentally in the electrolyte with growing sodium salt concentration was correctly reproduced in the IR spectrum obtained from ab initio molecular dynamics as the Fourier transform of the autocorrelation function of the dipole moment.
dc.abstract.plpl
Celem pracy było zbadanie oddziaływań jon-rozpuszczalnik w opartym na cieczy jonowej elektrolicie Na[FSI]-[EMIm][FSI] na podstawie zmian częstości pasm w widmach oscylacyjnych otrzymanych z symulacji dynamiki molekularnej Borna-Oppenheimera. Wyznaczono trajektorie dla trzech układów o różnych ułamkach molowych Na[FSI], odpowiednio 0; 0,2 oraz 0,5. Na podstawie radialnych funkcji rozkładu par ustalono liczbę koordynacyjną kationu sodu jako równą 6 oraz wiązanie kationu Na+ przez atomy tlenu. Identyczny rezultat uzyskano dla trajektorii klasycznej dynamiki molekularnej. Metodą MP2 wykonano także pomocnicze obliczenia częstości drgań normalnych oraz intensywności pasm w widmach oscylacyjnych izolowanych konformerów FSI- oraz kompleksów Na[FSI] w próżni. Na ich podstawie oszacowano maksymalne możliwe przesunięcia pasm w widmach oscylacyjnych oraz zidentyfikowano atomy zaangażowane w drgania aktywne w badanym zakresie częstości. Określono także energie tworzenia poszczególnych kompleksów oraz ich względne energie. W widmie IR elektrolitu otrzymanym z symulacji dynamiki molekularnej jako transformata Fouriera funkcji autokorelacji momentu dipolowego poprawnie odtworzono przesunięcie pasma obserwowanego doświadczalnie przy 730 cm-1 przy zwiększaniu stężenia Na[FSI].
dc.affiliationpl
Wydział Chemii
dc.areapl
obszar nauk ścisłych
dc.contributor.advisorpl
Eilmes, Andrzej - 127871
dc.contributor.authorpl
Wróbel, Piotr
dc.contributor.departmentbycodepl
UJK/WC3
dc.contributor.reviewerpl
Eilmes, Andrzej - 127871
dc.contributor.reviewerpl
Makowski, Marcin - 130234
dc.date.accessioned
2020-07-27T14:10:24Z
dc.date.available
2020-07-27T14:10:24Z
dc.date.submittedpl
2018-06-27
dc.fieldofstudypl
chemia w ramach Studiów Matematyczno-Przyrodniczych
dc.identifier.apdpl
diploma-121553-177105
dc.identifier.projectpl
APD / O
dc.identifier.uri
https://ruj.uj.edu.pl/xmlui/handle/item/226085
dc.languagepl
pol
dc.subject.enpl
Born-Oppenheimer molecular dynamics, vibrational spectroscopy, sodium electrolytes, ionic liquids
dc.subject.plpl
Dynamika molekularna Borna-Oppenheimera, spektroskopia oscylacyjna, elektrolity sodowe, ciecze jonowe
dc.titlepl
Badania oddziaływań jon metalu-rozpuszczalnik w elektrolitach dla ogniw jonowych metodami dynamiki molekularnej klasycznej i ab initio
dc.title.alternativepl
Studies of metal ion-solvent interactions in electrolytes for ion cells using classical and ab initio molecular dynamics
dc.typepl
master
dspace.entity.type
Publication
Affiliations

* The migration of download and view statistics prior to the date of April 8, 2024 is in progress.

Views
9
Views per month
Views per city
Wroclaw
3
Dublin
2
Bühl
1
Poznan
1
Szczecin
1
Warsaw
1

No access

No Thumbnail Available