Three-Dimensional Molecular Mapping of Ionic Liquids at Electrified Interfaces

离子液体 电极 材料科学 电化学 化学物理 分子动力学 离子键合 超级电容器 电容感应 电解质 纳米技术 离子 化学 计算化学 物理化学 生物化学 有机化学 计算机科学 操作系统 催化作用
作者
Shan Zhou,Kaustubh S. Panse,Mohammad H. Motevaselian,N. R. Aluru,Yingjie Zhang
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:14 (12): 17515-17523 被引量:63
标识
DOI:10.1021/acsnano.0c07957
摘要

Electric double layers (EDLs), occurring ubiquitously at solid-liquid interfaces, are critical for electrochemical energy conversion and storage processes such as capacitive charging and redox reactions. However, to date the molecular-scale structure of EDLs remains elusive. Here we report an advanced technique, electrochemical three-dimensional atomic force microscopy (EC-3D-AFM), and use it to directly image the molecular-scale EDL structure of an ionic liquid under different electrode potentials. We observe not only multiple discrete ionic layers in the EDL on a graphite electrode but also a quasi-periodic molecular density distribution within each layer. Furthermore, we find pronounced 3D reconfiguration of the EDL at different voltages, especially in the first layer. Combining the experimental results with molecular dynamics simulations, we find potential-dependent molecular redistribution and reorientation in the innermost EDL layer, both of which are critical to EDL capacitive charging. We expect this mechanistic understanding to have profound impacts on the rational design of electrode-electrolyte interfaces for energy conversion and storage.
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
1秒前
1秒前
乐乐应助SUN采纳,获得10
2秒前
麻酱面完成签到,获得积分20
3秒前
洋洋杨完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
Ava应助lily采纳,获得10
3秒前
4秒前
maxn完成签到,获得积分20
4秒前
忍冬完成签到,获得积分10
5秒前
Lingxiink完成签到 ,获得积分20
6秒前
6秒前
6秒前
Shinichi完成签到,获得积分10
7秒前
奔跑应助熊猫海采纳,获得10
8秒前
明理越彬发布了新的文献求助10
8秒前
站走跑完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
9秒前
9秒前
cqhf2021完成签到,获得积分10
9秒前
称心谷南完成签到,获得积分10
10秒前
脑洞疼应助jireh采纳,获得10
12秒前
Sean发布了新的文献求助10
13秒前
麻酱面发布了新的文献求助10
13秒前
huluwa发布了新的文献求助10
14秒前
科研通AI6.4应助cc采纳,获得10
14秒前
14秒前
14秒前
南柯一梦完成签到,获得积分20
15秒前
香蕉觅云应助含蓄雯采纳,获得10
18秒前
lily发布了新的文献求助10
20秒前
23秒前
26秒前
27秒前
SIDEsss发布了新的文献求助10
27秒前
orixero应助Sean采纳,获得10
28秒前
28秒前
蓝天发布了新的文献求助10
30秒前
共享精神应助JC采纳,获得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
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 2500
Atlas of Aligner Treatment and Planning A Case-Based Approach 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
丝光沸石活性位点定向调控及其二甲醚羰基化性能研究 500
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7434576
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9036528
关于积分的说明 19253879
捐赠科研通 7060985
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3236978
关于科研通互助平台的介绍 2400443
邀请新用户注册赠送积分活动 2220577