Efecto de los Campos de Fuerza de K+ en la Conductividad Iónica y la Dinámica de Carga de KOH en Glicol Etileno

Predecir la conductividad iónica es crucial para desarrollar electrolitos eficientes para el almacenamiento y conversión de energía y otras aplicaciones electroquímicas. Una estimación precisa de la conductividad iónica requiere comprender las complejas interacciones ión–ión y ión–disolvente que rigen el transporte de carga a nivel molecular. Las simulaciones moleculares pueden proporcionar información clave sobre el comportamiento espacial y temporal de los constituyentes del electrolito. Sin embargo, tales conocimientos dependen de la capacidad de los campos de fuerza para describir los fenómenos subyacentes. En este trabajo, se aprovecharon simulaciones de dinámica molecular para delinear el impacto de los parámetros del campo de fuerza en las predicciones de conductividad iónica del hidróxido de potasio (KOH) en glicol etileno (EG). Se utilizaron cuatro campos de fuerza diferentes para representar el ión K+. Se implementaron enfoques basados en la difusión de Nernst–Einstein y basados en la correlación de Einstein para estimar la conductividad iónica, y los valores predichos se compararon con las mediciones experimentales. También se examinaron los aspectos físicos, incluida la agregación de iones, distribución de carga, correlación de clústeres y dinámica de clústeres. Se identificó un campo de fuerza que proporciona valores de conductividad de Einstein razonablemente precisos y una representación físicamente coherente del electrolito a nivel molecular.