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A volume-based description of transport in incompressible liquid electrolytes and its application to ionic liquids

Kilchert, Franziska und Lorenz, Martin und Schammer, Max und Nürnberg, Pinchas und Schönhoff, Monika und Latz, Arnulf und Horstmann, Birger (2023) A volume-based description of transport in incompressible liquid electrolytes and its application to ionic liquids. Physical Chemistry Chemical Physics. Royal Society of Chemistry. doi: 10.1039/d2cp04423d. ISSN 1463-9076.

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Kurzfassung

Transference numbers play an important role in understanding the dynamics of electrolytes and assessing their performance in batteries. Unfortunately, these transport parameters are difficult to measure in highly concentrated liquid electrolytes such as ionic liquids. Also, the interpretation of their sign and magnitude has provoked an ongoing debate in the literature further complicated by the use of different languages. In this work, we highlight the role of the reference frame for the interpretation of transport parameters using our novel thermodynamically consistent theory for highly correlated electrolytes. We argue that local volume conservation is a key principle in incompressible liquid electrolytes and use the volume-based drift velocity as a reference. We apply our general framework to electrophoretic NMR experiments. For ionic liquid based electrolytes, we find that the results of the eNMR measurements can be best described using this volume-based description. This highlights the limitations of the widely used center-of-mass reference frame which for example forms the basis for molecular dynamics simulations - a standard tool for the theoretical calculation of transport parameters. It shows that the assumption of local momentum conservation is incorrect in those systems on the macroscopic scale.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/198316/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:A volume-based description of transport in incompressible liquid electrolytes and its application to ionic liquids
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Kilchert, FranziskaFranziska.Kilchert (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7485-6889NICHT SPEZIFIZIERT
Lorenz, MartinInstitute of Physical Chemistry, University of MünsterNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schammer, MaxMax.Schammer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9598-8343NICHT SPEZIFIZIERT
Nürnberg, PinchasInstitute of Physical Chemistry, University of MünsterNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schönhoff, Monikaschoenho (at) uni-muenster.dehttps://orcid.org/0000-0002-5299-783XNICHT SPEZIFIZIERT
Latz, ArnulfArnulf.Latz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1449-8172NICHT SPEZIFIZIERT
Horstmann, BirgerBirger.Horstmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1500-0578149040372
Datum:27 Juli 2023
Erschienen in:Physical Chemistry Chemical Physics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1039/d2cp04423d
Verlag:Royal Society of Chemistry
ISSN:1463-9076
Status:veröffentlicht
Stichwörter:transport theory, reference frame, ionic liquid, transference number
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Chemische Energieträger
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Elektrochemische Prozesse
Standort: Ulm
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Computergestützte Elektrochemie
Hinterlegt von: Kilchert, Franziska
Hinterlegt am:19 Dez 2023 17:20
Letzte Änderung:29 Jan 2024 12:17

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