Dekonvolusi data: Distribusi densitas muatan dari lapisan ganda listrik

22 Desember 2022 (Berita Nanowerk) Memperluas teknik elektrokimia 3D atom force microscopy (EC-3D-AFM) yang baru dikembangkan, peneliti Universitas Illinois Urbana-Champaign telah mendapatkan profil kedalaman kerapatan muatan lapisan ganda listrik (EDL). Melalui analisis statistik, dekonvolusi puncak, dan perhitungan elektrostatik, para peneliti mengembangkan profil muatan 3D AFM (CP-3D-AFM) untuk secara eksperimental mengukur distribusi muatan pada antarmuka elektroda-elektrolit. Profesor Ilmu dan Teknik Material Yingjie Zhang dan mahasiswa pascasarjana Ilmu dan Teknik Mesin Lalith Bonagiri baru-baru ini menerbitkan penelitian ini di ACS Nano (“Profil Densitas Muatan Ruang Nyata dari Antarmuka Elektroda-Elektrolit dengan Resolusi Kedalaman Angstrom”). Skema teknik CP-3D-AFM. (Gambar: Grainger College of Engineering di University of Illinois Urbana-Champaign) Zhang dan Bonagiri menjelaskan bahwa inti elektrokimia adalah interkonversi antara energi listrik dan kimia pada antarmuka elektroda-elektrolit dan proses semacam itu memerlukan akumulasi dan penipisan muatan. di antarmuka. Oleh karena itu, distribusi muatan spasial merupakan kunci untuk memahami mekanisme proses elektrokimia. Namun, profil densitas muatan pada antarmuka ini tetap menjadi teka-teki. Tim menggunakan cairan ionik, 1-etil-3-metilimidazolium bis(trifluorometilsulfonil)imida (EMIM-TFSI), sebagai pilihan elektrolit, pada elektroda pirolitik grafit (HOPG) yang sangat berorientasi. Baik EMIM-TFSI dan HOPG adalah sistem model yang digunakan dalam perangkat penyimpanan energi dan superkapasitor. Mereka juga menggunakan tipe lain dari elektrolit darurat: air-dalam-garam (WiS), yang terdiri dari garam yang sangat pekat dalam larutan air (garam melebihi jumlah pelarut). Elektrolit WiS pertama kali diperkenalkan pada tahun 2015 dan sejak saat itu, telah dieksplorasi secara luas sebagai pilihan yang layak untuk membuat baterai dengan keamanan yang ditingkatkan dan dampak lingkungan yang berkurang. Teknik eksperimen yang digunakan dalam penelitian ini didasarkan pada apa yang telah digunakan tim sebelumnya, namun dengan metode analisis data yang baru dikembangkan. Seperti yang dikatakan Bonagiri, "Kami membawa teknik itu [EC-3D-AFM] ke tingkat berikutnya di mana kami mendekonvolusi penghitungan histogram dan mendapatkan profil kerapatan muatan menggunakan algoritme elektrostatis." Metode baru ini, bernama CP-3D-AFM, memungkinkan perolehan distribusi muatan spasial dari permukaan elektroda lokal dan EDL. Tim menggunakan CP-3D-AFM untuk menentukan pengaturan ulang muatan antarmuka cairan ionik/HOPG dan WiS/HOPG dan mengamati variasi sub-nanometer dalam kerapatan muatan, yang sangat penting untuk penyimpanan energi kapasitif dan fungsi elektrokimia lainnya dari sistem ini. Zhang dan Bonagiri mengatakan metode ini akan diterapkan secara luas untuk berbagai perangkat elektrokimia praktis termasuk baterai, sel bahan bakar, elektroliser, dan superkapasitor.

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• Platoblockchain. Intelijen Metaverse Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• Sumber: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62068.php