Interaction between metal surfaces inside an electrolyte solution

Abstract

In this Dissertation, we present a new method to study metal surfaces inside an electrolyte solution. In order to do that, we start with a review of an e cient 3D Ewald Summation technique which considers the plate elds as external potentials. Then we present a solution to the Poisson Equation for con ned systems that uses periodic Green functions, which allow us to avoid minimization procedures to compute the induced charges at the boundaries. This formalism is applied to a lattice model of an ionic liquid to capture the characteristic capacitance shape transition of the system. Finally, we develop the new method by extending those techniques to include an electrolyte in the outer regions of the plates. A preliminary test of the method is done by obtaining density pro les for a system of neutral plates inside electrolyte solutions with monovalent and trivalent ions.

Nesta Dissertação nós apresentamos um método novo para o estudo de superfícies metálicas no interior de uma solução eletrolítica. Para isso, começamos com uma revisão de uma técnica e ciente para somas de Ewald 3D que considera os campos das placas como potenciais externos. Então nós mostramos uma solução para a Equação de Poisson para sistemas confinados que utiliza funções de Green periódicas, a qual nos permite evitar a utilização de procedimentos de minimização para computar as cargas induzidas nos contornos. Esse formalismo é aplicado para um modelo de rede de um líquido iônico para capturar a transição característica de forma da capacitância do sistema. Finalmente, nós desenvolvemos o novo método estendendo essas técnicas para incluir um eletr ólito nas regiões externas das placas. Um teste preliminar do método é feito pela obtenção de perfis de densidade para um sistema de placas neutras no interior de uma solução eletrolítica com íons monovalentes e trivalentes.