Heigo Ers kaitseb doktoritööd „Adsorption and Structuring Processes at Single Crystal Electrode – Ionic Liquid Interface – Insights from Simulations and in situ Studies“

16. augustil kell 14.15 kaitseb Heigo Ers doktoritööd „Adsorption and Structuring Processes at Single Crystal Electrode – Ionic Liquid Interface – Insights from Simulations and in situ Studies“ („Adsorptsioon ja elektrilise kaksikkihi struktuur mudelelektrood – ioonvedelik piirpindadel“). 

Juhendajad:
teadur Piret Pikma, keemia instituut, Tartu Ülikool
teadur Vladislav Ivaništšev, keemia instituut, Tartu Ülikool
professor Enn Lust, keemia instituut, Tartu Ülikool

Oponent:
professor Alexei Kornyshev, Imperial College London, Ühendkuningriik

Kokkuvõte:
Vajadus üha väiksemate ja võimsamate elektroonikakomponentide ning energiasalvestusseadmete järele on ajendanud teaduslikku kogukonda otsima uudseid lahendusi. Tähelepanu all on nii mitmed elektrolüüdid superkondensaatorites kasutamiseks kui ka üksikutel molekulidel põhinevad juhtmed ja lülitid. Antud rakendused aga põhinevad elektroodi ja elektrolüüdi vahelisel alal toimuvatel adsorptsiooni- ja laenguülekandeprotsessidel. Seetõttu on tehnoloogia arengu seisukohalt oluline mõista ja kirjeldada eri piirpindadel toimuvad protsesse.

Ioonvedelikud on madala aururõhu ja suure elektrokeemilise stabiilsuse tõttu pälvinud laialdast huvi võimalike elektrolüütidena energiasalvestusseadmetes. Nende omadused erinevad märgatavalt teistest veel ja orgaanilistel solventidel põhinevatest elektrolüütidest. Huvi ioonvedelike vastu on keskendunud eelkõige elektroodi ja puhta ioonvedeliku vaheliste piirpindade uurimisele, kuid orgaaniliste lisandite adsorptsiooni uurimine ioonvedelike segudest on jäänud seni tähelepanuta.

Käesolevas töös uuriti ioonide ning molekulide adsorptsiooni ja paiknemist elektrood-ioonvedelik piirpindadel. Läbiviidud molekulaardünaamika simulatsioonid keskendusid potentsiaali, temperatuuri ja elektroodi materjali mõju uurimisele piirpinna mahtuvusele ja struktuurile. Simulatsioonid seostasid mahtuvuse maksimume ioonvedeliku ümberstruktureerimisega ning näitasid, et temperatuur mõjutab mahtuvust eelkõige null-laengu potentsiaali lähedal. Bipüridiini adsorptsiooniuuringud Bi(111), Sb(111) ja Cd(0001) pindadel kombineerisid erinevaid mõõtetehnikaid, et anda ülevaade piirpinnal toimuvast. Läbiviidud mõõtmistest järeldus, et tihe bipüridiini kiht moodustub kõigil uuritud pindadel, kuid bipüridiini kihi struktuur sõltus oluliselt valitud elektroodist. Kogutud tulemused näitasid, et varasemate bipüridiini adsorptsiooni uuringute tulemused vesilahustest pole otse ülekantavad ioonvedelikele rõhutades adsorptsiooni ja struktureerumisprotsesside keerukust.

Kaitsmise Teams link.