डेटा को विखंडित करना: इलेक्ट्रिक डबल लेयर्स का चार्ज डेंसिटी डिस्ट्रीब्यूशन

22 दिसंबर, 2022 (नानावरक न्यूज़) अपनी हाल ही में विकसित इलेक्ट्रोकेमिकल 3डी एटॉमिक फोर्स माइक्रोस्कोपी (ईसी-3डी-एएफएम) तकनीक पर विस्तार करते हुए, यूनिवर्सिटी ऑफ इलिनोइस अर्बाना-शैंपेन के शोधकर्ताओं ने इलेक्ट्रिक डबल लेयर्स (ईडीएल) के चार्ज घनत्व की गहराई प्रोफ़ाइल प्राप्त की है। सांख्यिकीय विश्लेषण, पीक डीकनवोल्यूशन और इलेक्ट्रोस्टैटिक गणनाओं के माध्यम से, शोधकर्ताओं ने इलेक्ट्रोड-इलेक्ट्रोलाइट इंटरफेस पर चार्ज वितरण को प्रयोगात्मक रूप से मापने के लिए चार्ज प्रोफाइलिंग 3डी एएफएम (सीपी-3डी-एएफएम) विकसित किया। सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग प्रोफेसर यिंगजी झांग और यांत्रिक विज्ञान और इंजीनियरिंग स्नातक छात्र ललित बोनागिरी ने हाल ही में इस शोध को प्रकाशित किया एसीएस नैनो ("एंगस्ट्रॉम डेप्थ रेजोल्यूशन के साथ इलेक्ट्रोड-इलेक्ट्रोलाइट इंटरफेस की रियल-स्पेस चार्ज डेंसिटी प्रोफाइलिंग"). CP-3D-AFM तकनीक का योजनाबद्ध। (छवि: इलिनोइस अर्बाना-शैंपेन विश्वविद्यालय में ग्रेंजर कॉलेज ऑफ इंजीनियरिंग) झांग और बोनागिरी बताते हैं कि इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री का मूल इलेक्ट्रोड-इलेक्ट्रोलाइट इंटरफ़ेस पर विद्युत और रासायनिक ऊर्जा के बीच का अंतर्संबंध है और ऐसी प्रक्रियाओं के लिए संचय और आवेशों की कमी की आवश्यकता होती है। इंटरफ़ेस पर। स्थानिक आवेश वितरण इसलिए विद्युत रासायनिक प्रक्रियाओं के तंत्र को समझने की कुंजी है। हालाँकि, इन इंटरफेस पर चार्ज घनत्व प्रोफाइल एक पहेली बना हुआ है। टीम ने अत्यधिक उन्मुख पायरोलाइटिक ग्रेफाइट (एचओपीजी) इलेक्ट्रोड पर इलेक्ट्रोलाइट की पसंद के रूप में एक आयनिक तरल, 1-एथिल-3-मेथिलिमिडाज़ोलियम बीआईएस (ट्राइफ्लोरोमेथिलसल्फोनील) इमाइड (ईएमआईएम-टीएफएसआई) का उपयोग किया। EMIM-TFSI और HOPG दोनों मॉडल सिस्टम हैं जिनका उपयोग ऊर्जा भंडारण उपकरणों और सुपरकैपेसिटर में किया जाता है। उन्होंने एक अन्य प्रकार के उभरते इलेक्ट्रोलाइट का भी उपयोग किया: पानी में नमक (WiS), जो जलीय घोल में अत्यधिक केंद्रित नमक से बना होता है (नमक विलायक से अधिक होता है)। WiS इलेक्ट्रोलाइट्स को पहली बार 2015 में पेश किया गया था और तब से, उन्हें बेहतर सुरक्षा और कम पर्यावरणीय प्रभावों वाली बैटरी बनाने के लिए एक व्यवहार्य विकल्प के रूप में व्यापक रूप से खोजा गया है। इस शोध में उपयोग की जाने वाली प्रायोगिक तकनीक इस बात पर आधारित है कि टीम ने पहले क्या उपयोग किया है, लेकिन नए विकसित डेटा विश्लेषण विधियों के साथ। जैसा कि बोनागिरी कहते हैं, "हम उस तकनीक [EC-3D-AFM] को अगले स्तर पर ले गए जहां हम हिस्टोग्राम की गणना करते हैं और इलेक्ट्रोस्टैटिक एल्गोरिदम का उपयोग करके चार्ज घनत्व प्रोफाइल प्राप्त करते हैं।" CP-3D-AFM नाम की यह नई विधि, स्थानीय इलेक्ट्रोड सतह और EDL दोनों के स्थानिक आवेश वितरण के अधिग्रहण को सक्षम बनाती है। टीम ने आयनिक तरल/HOPG और WiS/HOPG इंटरफेस की चार्ज पुनर्व्यवस्था निर्धारित करने के लिए CP-3D-AFM का उपयोग किया और चार्ज घनत्व में उप-नैनोमीटर भिन्नता देखी, जो कैपेसिटिव ऊर्जा भंडारण और इन प्रणालियों के अन्य विद्युत रासायनिक कार्यों के लिए महत्वपूर्ण है। झांग और बोनागिरी का कहना है कि यह विधि मोटे तौर पर व्यावहारिक विद्युत रासायनिक उपकरणों की एक बड़ी श्रृंखला पर लागू होगी, जिसमें बैटरी, ईंधन सेल, इलेक्ट्रोलाइज़र और सुपरकैपेसिटर.

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• स्रोत: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62068.php