Ionic Conductivity in Doped Polymers Studied by Molecular Simulation

通过分子模拟研究掺杂聚合物中的离子电导率

• 批准号: 566895-2021
• 负责人: Soldera, Armand
• 金额: $ 4.77万
• 依托单位: Université de Sherbrooke
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Alliance Grants
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2021-01-01 至 2022-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=722444
• 关键词: Ionic; Conductivity; Doped; Polymers; Studied

The project is aimed at probing a molecular level system constituted of a polymer, ions and dopants, to better grasp the intrinsic ionic conductivity and morphology. Ultimately, we should be able to propose, or at least to guide the synthesis of promising new systems. To reach this goal, we benefit from the fact that we have access to a great number of experimental data acquired by TOTAL through collaborations with teams from Université de Montréal and University of Toronto. Moreover, we bring together different expertise in the simulation domain. During this 2-year project, we thus progressively develop the simulation tools that make our goal doable. The validation step, a mandatory stage during simulation, consists in accurately preparing the model system: PEO / LiTFSI. Two development paths that correspond to the two proposed work plans (WP), are then considered: 1) computing conductivities and 2) unveiling the morphology. Both WP show common features: preparation of the systems, implementation of protocols to get properties of interest, generation of new systems containing different ions or dopants at different concentrations, and with polymers other than PEO. Such axis of development is common to most of the simulation techniques. However, the two proposed WPs differ on the level of details they handle: atomistic and mesoscopic levels for WP1 and WP2, respectively. Both strategies must lead to the same outcome: proposal, or at least a guide to develop, new and more efficient systems. For this, the development of our project takes place over a period of two years, marked by 4 deliverables, involving 1 Ph.D. student, and 2 postdoctoral fellows.#(cr)#(lf)Le projet vise à sonder au niveau moléculaire un système constitué d'un polymère, d'ions et de dopants, afin de mieux appréhender la conductivité ionique intrinsèque et la morphologie. A terme, nous devrions être en mesure de proposer, ou au moins de guider la synthèse de nouveaux systèmes prometteurs. Pour atteindre cet objectif, nous bénéficions du fait que nous avons accès à un grand nombre de données expérimentales acquises par TOTAL grâce à des collaborations avec des équipes de l'Université de Montréal et de l'Université de Toronto. De plus, nous réunissons différentes expertises dans le domaine de la simulation. Au cours de ce projet de 2 ans, nous développons donc progressivement les outils de simulation qui rendent notre objectif réalisable. L'étape de validation, une étape obligatoire lors de la simulation, consiste à préparer avec précision le système modèle : PEO / LiTFSI. Deux voies de développement, correspondant aux deux plans de travail (WP) proposés, sont ensuite envisagées : 1) le calcul des conductivités et 2) le dévoilement de la morphologie. Les deux WP présentent des caractéristiques communes : préparation des systèmes, mise en oeuvre de protocoles pour obtenir les propriétés d'intérêt, génération de nouveaux systèmes contenant différents ions ou dopants à différentes concentrations, et avec des polymères autres que le PEO. Un tel axe de développement est commun à la plupart des techniques de simulation. Cependant, les deux WP proposés diffèrent sur le niveau de détails qu'ils traitent : niveaux atomistique et mésoscopique pour WP1 et WP2, respectivement. Les deux stratégies doivent aboutir au même résultat : proposer, ou au moins guider le développement, de nouveaux systèmes plus efficaces. Pour cela, le développement de notre projet se déroule sur une période de deux ans, marquée par 4 livrables, impliquant 1 doctorant, et 2 postdoctorants.

该项目旨在探测由聚合物、离子和掺杂剂组成的分子水平系统，以更好地掌握固有的离子电导率和形态。最终，我们应该能够提出或至少指导有前途的新系统的合成。为了实现这一目标，我们可以通过与蒙特利尔大学和多伦多大学的团队合作获得TOTAL获得的大量实验数据。此外，我们汇集了仿真领域的不同专业知识。在这个为期2年的项目中，我们因此逐步开发了使我们的目标可行的模拟工具。验证步骤是模拟过程中的一个强制性阶段，包括准确准备模型系统：PEO / LiTFSI。然后考虑对应于两个提议的工作计划（WP）的两个开发路径：1）计算电导率和2）揭示形态。这两个WP显示共同的特点：系统的制备，实现方案以获得感兴趣的性质，产生含有不同浓度的不同离子或掺杂剂的新系统，以及具有除PEO之外的聚合物。这样的发展轴是大多数模拟技术所共有的。然而，这两个提出的WP不同的细节处理水平：原子和介观水平的WP 1和WP 2，分别。这两种战略必须导致相同的结果：提出建议，或至少是制定新的和更有效的系统的指南。为此，我们项目的开发需要两年的时间，以4个可交付成果为标志，涉及1个博士学位。学生和2名博士后研究员。(cr)#（lf）Le projet vise à sonder Au niveAu moléculaire un système constitué d'un polymère，d'ions et de dopants，afin de mieux apprehender la conductivité ionique intrinsèque et la morphologie.一个泰尔梅，我们将以提议者的方式，或Au moins de guider la prometérise de nouveaux systèmes。为了实现这一目标，我们将通过与蒙特利尔大学和多伦多大学的设备合作，获得一个巨大的实验室名称。此外，我们还在模拟领域拥有不同的专业知识。Au cours de ce projet de 2 ans，nous décubles donc progressivement les outils de simulation whi rendent notre objectif réalisable. L'étape de validation，une étape obligatoire lors de la simulation，consiste à preparer avec précision le système modèle：PEO / LiTFSI.两种不同的方法，对应于两种工作计划（WP）的建议，它们的设想是：1）电导率计算和2）形态学变化。Les deux WP présentent des caractéristiques communes：preparation des systèmes，effectiven oeuvre de protocoles pour tenir les propriétés d'intérêt，génération de nouveaux systèmes contenant différents ou dopérentes concentrations，et avec des polymères autres que le PEO. Un tel axe de décilience est commun à la plutart des techniques de simulation.此外，两个WP提出了不同的细节：分别针对WP 1和WP 2的原子和微观。这两个战略都是关于Au me resultat的：提议者，或Au moins guider le déception，de nouveaux systèmes plus efficaces。我们的项目在两年前就开始了，四个人的侯爵，包括一个博士和两个博士后。