System Description

3% Polymer (1 chain) % EMI-BF4 (132 ion pairs) % Carbon (57 platelets) Simulation conditions:

Simulation conditions

NPT Simulation in a 40Å^3 box. No electric field applied.

Simulation statistics

RDF

RDF graafikud. Graafikud järjekorras alt üles kujutavad ajahetki simulatsiooni jooksul 0.5 ns sammuga.

B-C8 (anioon-Teflon): F-F8 (anioon-Teflon):

B-C (anioon-grafiit): F-C (anioon-grafiit):

B-N (anioon-katioon): F-H1 (anioon-katioon):

C8-C (Teflon-grafiit): F8-C (Teflon-grafiit):

H1-C (katioon-grafiit): N-C (katioon-grafiit):

H1-F8 (katioon-Teflon): N-C8 (katioon-Teflon):

C-C (grafiit-grafiit): C8-C8 (Teflon-Teflon):

B-B (anioon-anioon): N-N (katioon-katioon):

N-C1 (katioon-katioon): N-CE (katioon-katioon):

RDF graafikud simulatsiooni lõpust:

B-CW (anioon-katioon): B-CR (anioon-katioon):

B-C1 (anioon-katioon): B-CE (anioon-katioon):

Coordination sphere radii

TODO

MSD

MSD:

MSD Arvutamiseks lõikasin HISTORY faili 1ns pikkusteks juppideks ja arvutasin iga jupi MSD eelmistest sõltumatult.

C (grafiit): C8 (Teflon):

N (katioon): B (anioon):

Diffusion coefficent

TODO

Coordination time evolution plots

Coordination lifetime

Typical clusters

XYZ file

NPT Simulatsioon 40Å boksis 57 lehekesest grafiidist, 1 jupist Teflonist (20 lüli) ja 132 ioonpaarist EMI+BF4 10 ns jooksul. Teflonit on massi järgi 3%:

koguenergia: Konfiguratsioonienergia:

Sidemeenergia: Nurgaenergia:

Dihedraalienergia: Coulombi energia:

Temperatuur: Ruumala:

Nurkade jaotus:

C8-C8-C8 (Teflon): C8-C8-C8-C8 dihedraal:

CR-NA-C1: CW-NA-C1:

NA-C1-CE: CR-NA-C1-CE dihedraal:

NPT Simulatsioon 40Å boksis 52 lehekesest grafiidist, 2 jupist Teflonist (20 lüli kummaski) ja 132 ioonpaarist EMI+BF4 10 ns jooksul. Teflonit on massi järgi 6%:

koguenergia: Konfiguratsioonienergia:

Sidemeenergia: Nurgaenergia:

Dihedraalienergia: Coulombi energia:

Temperatuur: Ruumala:

RDF graafikud. Graafikud järjekorras alt üles kujutavad ajahetki simulatsiooni jooksul 0.5 ns sammuga.

B-C8 (anioon-Teflon): F-F8 (anioon-Teflon):

B-C (anioon-grafiit): F-C (anioon-grafiit):

B-N (anioon-katioon): F-H1 (anioon-katioon):

C8-C (Teflon-grafiit): F8-C (Teflon-grafiit):

H1-C (katioon-grafiit): N-C (katioon-grafiit):

H1-F8 (katioon-Teflon): N-C8 (katioon-Teflon):

C-C (grafiit-grafiit): C8-C8 (Teflon-Teflon):

B-B (anioon-anioon): N-N (katioon-katioon):

N-C1 (katioon-katioon): N-CE (katioon-katioon):

RDF graafikud simulatsiooni lõpust:

B-CW (anioon-katioon): B-CR (anioon-katioon):

B-C1 (anioon-katioon): B-CE (anioon-katioon):

MSD:

C (grafiit): C8 (Teflon):

N (katioon): B (anioon):

Nurkade jaotus:

C8-C8-C8 (Teflon): C8-C8-C8-C8 dihedraal:

CR-NA-C1: CW-NA-C1:

NA-C1-CE: CR-NA-C1-CE dihedraal:

Difusioonikoefitsendid

Difusioonikoefitsentide arvutamiseks võtsin kolm viimast ühe nanosekundi pikkust MSD-graafikut ja arvutasin keskmise nende keskmiste sirgete osade tõusudest.

BF4 difusioonikoefitsent (arvutatud booriaatomi järgi):

Koos 3% Tefloniga: D=6.473e-9 cm^2/s

Koos 6% Tefloniga: D=8.306e-9 cm^2/s

EMI difusioonikoefitsent (arvutatud lämmastikuaatomite järgi):

Koos 3% Tefloniga: D=3.250e-8 cm^2/s.

Koos 6% Tefloniga: D=4.793e-8 cm^2/s.

Struktuuri kirjeldus

Ioonvedelik täidavad simulatsiooniboksi servast servani. Ioonvedeliku sees on mõned suured enam-vähem ümmargused gradiidi klastrid. Tefloniahel(ad) on ioonvedeliku sees grafiidist eemal. Kõik EMI-BF ioonid moodustavad ühe suure klastri, paardumata ioone pole.

Ioonide koordineerimise eluiga

Koordinatsiooni ajalise evolutsiooni graafikute arvutamisel loeti NA aatomi (EMI-iooni lämmastikuaatom) ümber koordinatsioonisfääri raadiuseks 5.7Å. Iga graafik kujutab ühe BF4-iooni koordineerumist kõikide EMI-ioonide lämmastikuaatomitega.

Iga viienda BF4-iooni graafikul on selgelt näha lahkumine ühe EMI-iooni juurest ja saabumine uue EMI-iooni juurde ilma hiljem tagasi pöördumata.

Näiteid koordineerimise ajalise käigu graafikutest: