Transiente Elektrodeneffekte und Leitungsmechanismen in Polymerelektrolyten

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Am Beispiel des Polymerelektrolyten Polyethylenoxid (PEO) sollen die elektrischen Eigenschaften des Interfaces Metall-PEO experimentell untersucht und mit einem Modell beschrieben werden. Neben den üblichen dielektrischen Untersuchungsmethoden im Frequenz- und Zeitbereich soll das transiente und stationäre Oberflächenpotential am Interface und längs der Probe mit einer Kelvinsonde gemessen werden. Erwartet werden in Abhängigkeit der Feldstärke sowie der Morphologie des PEO im grenzflächennahen Bereich Raumladungspolarisation im PEO, elektrodennahe Flächenladungen im PEO infolge von Spiegelladungseffekten und Ladungsinjektion in das PEO. Diese Phänomene beeinflussen sich gegenseitig.Zur Interpretation wird begleitend zu den Experimenten ein Modell weiterentwickelt, das thermisch aktivierte Platzwechselvorgänge von Ladungen beinhaltet, deren Übergangsraten aus der lokalen Feldstärke (deterministische Komponente) und einer Zufallszahl (probabilistische Komponente) nach einem stochastisch dynamischen Monte Carlo Verfahren berechnet werden. Die Polymerketten als Träger der Ionen unterliegen einer zeitlichen Veränderung. Diese wird simuliert, wodurch die möglichen Plätze der Ionen und auch die Anregungsenergien einer zeitlichen Dynamik unterliegen. Aus den Messungen und den physikalischen Modellrechnungen sollen Parameter des Systems wie z.B. die effektive Ionenbeweglichkeit quantitativ bestimmt werden