Новая статья от нашей команды!

Мы рады поделиться результатами нашей новой работы, опубликованной в журнале " Physical Chemistry Chemical Physics"

Классические теории электропроводности электролитов работают только для разбавленных растворов и начинают "врать", когда концентрация ионов становится высокой. А ведь именно такие концентрированные растворы используются в реальных батареях и технологических процессах! Мы решили отказаться от упрощенного представления иона как точечного заряда и построили теорию (Self-Consistent Debye-Hückel-Onsager theory), в которой заряд каждого иона — это "размытое облако". Используя аппарат  теории классического функционала плотности, мы вывели формулы, которые описывают вклад как самих ионов (корреляционный вклад), так и окружающего их растворителя (электрофоретический вклад) в общую проводимость. Каждый ион в нашей модели получил свой индивидуальный параметр "размытия", отражающий его химическую природу.
Что у нас получилось? Модель успешно воспроизвела экспериментальные данные для огромного количества систем: от простых солей до многовалентных электролитов, при концентрациях более 10 моль на литр. Мы проверили её работу в разных растворителях (вода, метанол, этанол) и в широком диапазоне температур. Особенно приятно, что параметры, найденные для ионов, оказались универсальными и "переезжают" из одной соли в другую.
Коротко о главных выводах, которые мы получили: электрофоретический вклад (торможение иона растворителем) оказался намного важнее релаксационного (взаимное влияние ионов). Этот результат напрямую подтверждает гипотезу, недавно выдвинутую в работах О.И. Виноградовой и Е.Ф. Силкиной (Vinogradova & Silkina, J. Chem. Phys., 2023, 2025), которые предположили доминирующую роль электрофоретического эффекта в концентрированных растворах.
Что дает новая теория? Для нас это не просто красивая теория. Мы создавали ее как рабочий инструмент, который поможет предсказывать электропроводность многокомпонентных электролитов для новых типов аккумуляторов, систем водоочистки и других практических приложений, где нужна надежная оценка проводимости без длительных экспериментов.