ACS Nano:离子液体在电界面上的三维分子映射
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2020-11-24
双电层(EDL)普遍存在于固液界面,对电化学能量转换和存储过程(例如电容性充电和氧化还原反应)至关重要。然而,迄今为止,关于分子尺度上的EDLs结构仍然让人难以捉摸。
近日,美国伊利诺伊大学厄巴纳分校Narayana R. Aluru,Yingjie Zhang报道了一种先进的电化学三维原子力显微镜(EC-3DAFM)技术,并利用它直接成像不同电极电位下离子液体分子尺度的EDL结构。
文章要点
1)研究人员观察到石墨电极上的EDL不仅有多个离散的离子层,而且每一层内部都有准周期的分子密度分布。此外,研究发现明显的三维重构的EDL在不同的电压,特别是在第一层。
2)结合实验结果和分子动力学模拟,研究人员发现潜在依赖分子重分布和重定向在最内层的EDL,两者对于EDL电容充电都至关重要。机制的阐明,对于能量转换和存储的电极-电解质界面的合理设计有深远的影响。
Shan Zhou, et al, Three-Dimensional Molecular Mapping of Ionic Liquids at Electrified Interfaces, ACS Nano, 2020
DOI: 10.1021/acsnano.0c07957
https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c07957
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