Struktura i potencjały redoks małych układów (Fe2O3)n , n=1,2,3,4. Obliczenia kwantowe I

Kierownik projektu: Maciej Bobrowski

Realizatorzy:

  • Ibragimov Sapajan

Politechnika Gdańska

Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej

Gdańsk

Data otwarcia: 2020-04-16

Streszczenie projektu

Układy termoelektryczne wykorzystujące ciecze jonowe i rozpuszczone w nich układy redoks mogą być wykorzystywane jako urządzenia Peltiera, a więc zamiast tradycyjnych półprzewodników opartych o materiały wykonane z ciała stałego. Rozwiązanie to jest możliwe w przypadku wykorzystania dodatkowo technologii opartej o zastosowanie polimerów osadzanych na cieczach w sposób ultradokładny z zachowaniem kształtu kropli, co jednocześnie umożliwia miniaturyzację poszczególnych celek galwanicznych i całego urządzenia typu konwertera Peltiera. Ciecze jonowe składają się najczęściej z kationów organicznych i anionów zawierających jony metalu. Natomiast układy redoks składają się najczęściej z niedużych jonów łatwo przyjmujących i oddających elektrony. Niedawno obliczono (wyniki niepublikowane) iż wartości standardowych potencjałów redoks jonów układów redoks podawane względem elektrody wodorowej mają wartości blisko 0 V. Jednak okazało się również, że obliczone potencjały redoks kationów cieczy jonowych są tylko nieznacznie niższe i prawdopodobne jest iż również one biorą udział w procesach wymiany elektronowej w celkach galwanicznych zawierających ciecze jonowe i jony układów redoks. Ponadto, niedawno odkryto że zawiesina nanocząstek ferromagnetycznych w rozpuszczalnikach organicznych wywołuje efekt Sorreta i generuje efekt Seebecka, przy czym współczynnik Seebecka wynosi aż około 10^{-5} V/K czyli aż o około rząd wielkości więcej niż w przypadku cieczy jonowych czy też tradycyjnych półprzewodników opartych o tellurek bizmutu. Wykorzystanie więc nanocząstek ferromagnetycznych w układach cieczy jonowych może okazać się bardzo efektywną metodą zwiększenia odzysku ciepła i jego zamiany w energię elektryczną.

W zadaniach obliczeniowych należy uzyskać struktury małych cząsteczek (Fe2O3)n, n =1,2,3,4 i wyliczyć dla nich standardowe potencjały redoks wykorzystując schemat Borna-Habera. Obliczenia należy prowadzić metodami kwantowymi wykorzystując odpowiednie oprogramowanie typu: Gamess, Gaussian, Mopac, Molden umożliwiające badanie struktury elektronowej w procesach chemicznych.

Publikacje

  1. Sapajan Ibragimov, Structure and redox potentials of (Fe2O3)n , n=1,2,3,4. Quantum calculations., Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS 1, (2020) 1--54


← Powrót do spisu projektów

CONTACT

Our consultants help future and novice users of specialized software installed on High Performance Computers (KDM) at the TASK IT Center.

Contact for High Performance Computers, software / licenses, computing grants, reports:

kdm@task.gda.pl

Administrators reply to e-mails on working days between 8:00 am – 3:00 pm.