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Local volume conservation in concentrated electrolytes is governing charge transport in electric fields

Lorenz, Martin und Kilchert, Franziska und Nürnberg, Pinchas und Schammer, Max und Latz, Arnulf und Horstmann, Birger und Schönhoff, Monika (2022) Local volume conservation in concentrated electrolytes is governing charge transport in electric fields. Journal of Physical Chemistry Letters, 13 (37), Seiten 8761-8767. ACS Publications. doi: 10.1021/acs.jpclett.2c02398. ISSN 1948-7185.

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Offizielle URL: https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.jpclett.2c02398

Kurzfassung

While ion transport processes in concentrated electrolytes, e.g., based on ionic liquids (IL), are a subject of intense research, the role of conservation laws and reference frames is still a matter of debate. Employing electrophoretic NMR, we show that momentum conservation, a typical prerequisite in molecular dynamics (MD) simulations, is not governing ion transport. Involving density measurements to determine molar volumes of distinct ion species, we propose that conservation of local molar species volumes is the governing constraint for ion transport. The experimentally quantified net volume flux is found to be zero, implying a nonzero local momentum flux, as tested in pure ILs and IL-based electrolytes for a broad variety of concentrations and chemical compositions. This constraint is consistent with incompressibility, but not with a local application of momentum conservation. The constraint affects the calculation of transference numbers as well as comparisons of MD results to experimental findings.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/189997/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Local volume conservation in concentrated electrolytes is governing charge transport in electric fields
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Lorenz, MartinInstitute of Physical Chemistry, University of MünsterNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kilchert, FranziskaFranziska.Kilchert (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7485-6889NICHT SPEZIFIZIERT
Nürnberg, PinchasInstitute of Physical Chemistry, University of MünsterNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schammer, MaxMax.Schammer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9598-8343NICHT SPEZIFIZIERT
Latz, Arnulfarnulf.latz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1449-8172NICHT SPEZIFIZIERT
Horstmann, Birgerbirger.horstmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1500-0578NICHT SPEZIFIZIERT
Schönhoff, Monikaschoenho (at) uni-muenster.dehttps://orcid.org/0000-0002-5299-783XNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:14 September 2022
Erschienen in:Journal of Physical Chemistry Letters
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:13
DOI:10.1021/acs.jpclett.2c02398
Seitenbereich:Seiten 8761-8767
Verlag:ACS Publications
ISSN:1948-7185
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Ionic Liquids, Transport Parameters, electrophoretic NMR, transference numbers, electrolytes
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HGF - Programmthema:Verkehrssystem
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V VS - Verkehrssystem
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - Energie und Verkehr (alt)
Standort: Ulm
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Computergestützte Elektrochemie
Hinterlegt von: Schammer, Max
Hinterlegt am:18 Nov 2022 12:51
Letzte Änderung:20 Okt 2023 07:37

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