实验与理论相结合确定电极-电解质界面结构
化学物理
2024-09-17 v1
摘要
电极-电解质界面对于电化学能量转换和存储至关重要。在这些界面上,液体电解质形成电双层(EDL)。然而,尽管经过一个多世纪的积极研究,EDL的基本结构至今仍难以捉摸。实验表征和理论计算都提供了见解,但每种方法本身仅提供关于多面EDL结构的不完整或不精确的信息。在此,我们概述了EDL量化的主流方法,特别关注新兴的三维原子力显微镜(3D-AFM)成像技术,该技术可提供实空间原子尺度的EDL结构。为了克服现有EDL表征方法的局限性,我们提出了一种将3D-AFM与经典分子动力学(MD)模拟相结合的新方法,以实现对EDL结构的真实、精确和高通量的确定与预测。作为实际应用的例子,我们将讨论使用这种实验-理论联合方法揭示用于超级电容器、电池和电催化的各种碳基电极上EDL结构的可行性。展望未来,我们相信3D-AFM、未来版本的扫描探针显微镜及其与理论的结合,为描绘许多电化学系统中的液体结构提供了有前景的平台。
引用
@article{arxiv.2409.10008,
title = {Integrating Experiment with Theory to Determine the Structure of Electrode-Electrolyte Interfaces},
author = {Lalith Krishna Samanth Bonagiri and Amir Farokh Payam and Narayana R. Aluru and Yingjie Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.10008},
year = {2024}
}