纳米孔中表面电导对极限以上电流及枝晶生长的控制
化学物理
2017-06-27 v1 介观与纳米尺度物理
材料科学
斑图形成与孤子
摘要
理解极限以上电流（快于扩散）是电化学中长期存在的挑战，其在海水淡化和能量存储方面具有应用价值。已知机制涉及非受限电解质中的化学或流体动力学不稳定性。在此，我们表明极限以上电流可由纳米孔中的表面电导维持，而无需任何此类不稳定性，并可用于控制电沉积过程中的枝晶生长。铜电沉积物生长在带有聚电解质涂层的阳极氧化铝膜中，以修饰表面电荷。在低电流下，发生均匀电镀，由于双电层较薄，其不受表面修饰的影响；但在超过极限电流后，形貌发生剧烈变化。当表面电荷为负时，沿纳米孔表面的生长得到增强，在去离子激波后方形成表面枝晶和纳米管。当表面电荷为正时，枝晶避开表面，要么沿纳米孔中心引导生长，要么被阻挡无法穿透膜。
引用
@article{arxiv.1408.4202,
title = {Over-limiting Current and Control of Dendritic Growth by Surface Conduction in Nanopores},
author = {Ji-Hyung Han and Edwin Khoo and Peng Bai and Martin Z. Bazant},
journal= {arXiv preprint arXiv:1408.4202},
year = {2017}
}