Американские физики построили модель, с помощью которой можно быстро и точно оценить проводимость раствора с высокой концентрацией ионов. Для этого ученые «усовершенствовали» уравнение Нернста — Эйнштейна, включив в него кластеры ионов как отдельные большие частицы. Работу модели исследователи проверили на идеальном и реалистичном примере, в обоих случаях предсказанное значение проводимости отличалось от точного не более чем на четверть.

Статья опубликована в Physical Review Letters, кратко о ней сообщает Physics, препринт работы выложен на сайте arXiv.org.

Эффективность работы аккумуляторной батареи зависит от того, насколько хорошо ее электролит проводит электрический ток. В частности, именно из-за падения проводимости электролита при низких температурах снижается эффективная емкость и максимальный ток отдачи аккумулятора. Казалось бы, это препятствие можно преодолеть, повышая концентрацию ионов (чем больше переносчиков заряда, тем меньше сопротивление и тем выше проводимость раствора). К сожалению, на практике этот наивный способ не работает: при высокой концентрации ионы взаимодействуют между собой и объединяются в группы по несколько частиц, то есть число переносчиков заряда и проводимость снова начинает снижаться. Следовательно, должна существовать оптимальная концентрация ионов, при которой проводимость электролита максимальна.