研究者は、水性イオン電池の輸送に関与する溶媒和構造の顕微鏡的理解を達成し、超濃縮水中の塩分電解質の不均一性を明らかにします。
リチウムイオン電池は、非常に可燃性の有機電解質のために火災の危険であるために悪名高い。その結果、水ベースの電解質をより安全な代替手段として利用する方法に関する多くの研究がありました。
不要なものを抑制する電解水の場合、水性液イオン電池の非常に高い濃度で塩を溶解することが不可欠です。これらの電解質の塩の体積と重量の両方は、水よりも高いため、なぜ塩水電解質と呼ばれるのか（賢明）。
水性イオン電池輸送を伴う課題
リチウムイオン（リチウムイオン）輸送は、これらの非常に粘性のある賢明な研究で予期せず高速になる傾向がありますが、初期の研究では、ラマン分光法と分子動力学（MD）シミュレーションを利用して、賢明な水分子の拡張された電気化学的安定性ウィンドウを解明しました。彼らは、これらの超濃縮水電解質内のイオンに囲まれた分離水分子を調べることにより、これを行います。
の科学者の研究チーム分子分光法とダイナミクスセンター（CMSD）内部基礎科学研究所（IBS）およびdaegu gyeongbuk科学技術研究所（DGIST）は、最近、水のダイナミクスとLi-ion輸送との相関関係を発見しました。彼らは、偏光選択的赤外線ポンププローブ分光法（IR-PP）および誘電緩和分光法（DRS）を使用して、超濃縮塩溶液の水分子を調べました。
ナノスケールの溶媒和構造における不均一性
IR-PPは、個々の水分子の振動と回転のダイナミクスを検出できる時間分解非線形分光法であり、水素結合パートナーを決定するのに非常に役立ちます。一方、DRSは、電解質に存在する化学種の濃度を測定し、ソリューションの集合的特性に手がかりを提供するための補完的なツールとして機能します。
これらの手法を適用することにより、チームは、賢明なかなりの量のバルク状の水が純粋な水の特性を示すことを観察しました。これは、超高塩濃度（28 m）でさえ、他の水分子と水素結合を形成するバルク水分子の「ポケット」がまだあることを意味し、ナノスケールの溶媒和構造の不均一性を示しています。
科学者は、「この研究は、分子レベルでの超濃縮水性電解質における水分子のダイナミクスの観察を説明する最初のケースです。 IR-PPには、水素結合のパートナーに従って水分子を区別して観察する能力があるため、可能です。」
CMSDのディレクターであるCho Min Haeng教授は、「水は、超濃縮水性電解質の溶存塩だけでなく、Li-Ion輸送メカニズムに重要な役割を果たしました。この研究は、Li-Ionsの輸送を促進できる分子レベルで他の超濃縮電解質に設計原則を提供することが期待されています。」
