Az adatok dekonvolúciója: Elektromos kettős rétegek töltéssűrűség-eloszlása

22. december 2022. (Nanowerk News) A közelmúltban kifejlesztett elektrokémiai 3D atomerőmikroszkópos (EC-3D-AFM) technikájukat bővítve az Illinois Egyetem Urbana-Champaign kutatói levezették az elektromos kettős rétegek (EDL) töltéssűrűségének mélységi profilját. Statisztikai elemzéssel, csúcsdekonvolúcióval és elektrosztatikus számításokkal a kutatók kifejlesztették a töltésprofilozó 3D AFM-et (CP-3D-AFM), hogy kísérletileg számszerűsítsék a töltéseloszlást az elektród-elektrolit interfészeken. Yingjie Zhang anyagtudományi és mérnöki professzor és Lalith Bonagiri gépészmérnöki és mérnöki végzős hallgató nemrég publikálta ezt a kutatást ACS Nano („Az elektróda-elektrolit interfészek valós térbeli töltéssűrűségének profilozása Angstrom mélységfelbontással”). A CP-3D-AFM technika vázlata. (Kép: Grainger College of Engineering, University of Illinois Urbana-Champaign) Zhang és Bonagiri kifejti, hogy az elektrokémia magja az elektromos és a kémiai energia közötti átkonverzió az elektród-elektrolit határfelületen, és az ilyen folyamatokhoz töltések felhalmozódása és kimerülése szükséges. a felületen. A térbeli töltéseloszlás ezért kulcsfontosságú az elektrokémiai folyamatok mechanizmusainak megértéséhez. A töltéssűrűség-profilok ezeken az interfészeken azonban továbbra is rejtély maradtak. A csapat egy ionos folyadékot, 1-etil-3-metil-imidazolium-bisz(trifluor-metil-szulfonil)-imidet (EMIM-TFSI) használt elektrolitként egy erősen orientált pirolitikus grafit (HOPG) elektródán. Mind az EMIM-TFSI, mind a HOPG modellrendszerek, amelyeket energiatároló eszközökben és szuperkondenzátorokban használnak. Egy másik típusú felbukkanó elektrolitot is használtak: a vizet a sóban (WiS), amely vizes oldatban lévő erősen koncentrált sóból áll (a só meghaladja az oldószert). A WiS elektrolitokat először 2015-ben vezették be, és azóta széles körben vizsgálják őket, mint életképes lehetőséget fokozott biztonságú és csökkentett környezeti hatású akkumulátorok előállítására. A kutatás során alkalmazott kísérleti technika a csapat által korábban alkalmazottakon alapul, de újonnan kifejlesztett adatelemzési módszerekkel. Ahogy Bonagiri mondja: „Ezt a technikát [EC-3D-AFM] a következő szintre emeltük, ahol a számlálási hisztogramokat kibontjuk, és elektrosztatikus algoritmusok segítségével megkapjuk a töltéssűrűség-profilokat.” Ez az új módszer, a CP-3D-AFM, lehetővé teszi mind a helyi elektródfelület, mind az EDL-ek térbeli töltéseloszlásának megszerzését. A csapat a CP-3D-AFM-et használta az ionos folyadék/HOPG és a WiS/HOPG interfészek töltés-átrendeződésének meghatározására, valamint a nanométer alatti töltéssűrűség-ingadozások meghatározására, ami döntő fontosságú a kapacitív energiatárolás és e rendszerek egyéb elektrokémiai funkciói szempontjából. Zhang és Bonagiri szerint ez a módszer széles körben alkalmazható praktikus elektrokémiai eszközök széles skálájára, beleértve az akkumulátorokat, üzemanyagcellákat, elektrolizátorokat és rok.

• SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
• Platoblockchain. Web3 metaverzum intelligencia. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
• Forrás: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62068.php