Generalized Helmholtz model describes capacitance profiles of ionic liquids and concentrated aqueous electrolytes

离子液体 电容 亥姆霍兹自由能 电解质 水溶液 微分电容 离子 离子键合 化学 电化学 化学物理 材料科学 分析化学(期刊) 热力学 物理 物理化学 电极 有机化学 催化作用
作者
Suehyun Park,Jesse G. McDaniel
出处
期刊:Journal of Chemical Physics [American Institute of Physics]
卷期号:160 (16)
标识
DOI:10.1063/5.0194360
摘要

In this work, we propose and validate a generalization of the Helmholtz model that can account for both “bell-shaped” and “camel-shaped” differential capacitance profiles of concentrated electrolytes, the latter being characteristic of ionic liquids. The generalization is based on introducing voltage dependence of both the dielectric constant “ϵr(V)” and thickness “L(V)” of the inner Helmholtz layer, as validated by molecular dynamics (MD) simulations. We utilize MD simulations to study the capacitance profiles of three different electrochemical interfaces: (1) graphite/[BMIm+][BF4−] ionic liquid interface; (2) Au(100)/[BMIm+][BF4−] ionic liquid interface; (3) Au(100)/1M [Na+][Cl−] aqueous interface. We compute the voltage dependence of ϵr(V) and L(V) and demonstrate that the generalized Helmholtz model qualitatively describes both camel-shaped and bell-shaped differential capacitance profiles of ionic liquids and concentrated aqueous electrolytes (in lieu of specific ion adsorption). In particular, the camel-shaped capacitance profile that is characteristic of ionic liquid electrolytes arises simply from combination of the voltage-dependent trends of ϵr(V) and L(V). Furthermore, explicit analysis of the inner layer charge density for both concentrated aqueous and ionic liquid double layers reveal similarities, with these charge distributions typically exhibiting a dipolar region closest to the electrode followed by a monopolar peak at larger distances. It is appealing that a generalized Helmholtz model can provide a unified description of the inner layer structure and capacitance profile for seemingly disparate aqueous and ionic liquid electrolytes.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
666完成签到 ,获得积分10
1秒前
之_ZH完成签到 ,获得积分10
2秒前
一团毛线完成签到,获得积分10
3秒前
WW完成签到,获得积分20
3秒前
zzz完成签到,获得积分10
3秒前
冉冉完成签到 ,获得积分10
5秒前
乐乐应助感动从寒采纳,获得10
6秒前
乐乐应助高高大神采纳,获得10
6秒前
7秒前
ADJ完成签到,获得积分10
8秒前
QTQ完成签到 ,获得积分10
9秒前
tmobiusx完成签到,获得积分10
10秒前
future完成签到,获得积分10
10秒前
AllRightReserved应助zzz采纳,获得10
10秒前
bopbopbaby完成签到,获得积分10
10秒前
future发布了新的文献求助10
13秒前
Brocade完成签到,获得积分10
13秒前
东方元语应助TANG采纳,获得20
14秒前
Ditf完成签到,获得积分10
14秒前
zzuzll完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
一笑奈何完成签到,获得积分10
15秒前
慕青应助zz采纳,获得10
16秒前
852应助毅诚菌采纳,获得10
19秒前
小台农发布了新的文献求助10
19秒前
21秒前
华仔应助跳跃靖采纳,获得10
22秒前
噫嘘唏完成签到 ,获得积分10
23秒前
Cyan完成签到,获得积分10
23秒前
冒个泡泡完成签到 ,获得积分10
23秒前
24秒前
26秒前
26秒前
27秒前
沧海一兰完成签到,获得积分10
28秒前
嘉深完成签到,获得积分10
29秒前
凡小凡发布了新的文献求助10
29秒前
清秀涵易发布了新的文献求助10
30秒前
领导范儿应助萧拾壹采纳,获得10
30秒前
感动从寒发布了新的文献求助10
31秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6515952
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8308968
关于积分的说明 17759447
捐赠科研通 5618156
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2925273
邀请新用户注册赠送积分活动 1902305
关于科研通互助平台的介绍 1763507