在高度排序的 Pyrolytic Graphite 上的 Ag 核化的特定站点的随机速率和能量学

科学领域:

• 电化学 电化学 电化学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 表面科学是一门学科.

背景情况:

• 核化对于电子沉积,电池技术和纳米粒子合成中的电化学相位过渡至关重要.
• 表面缺陷被假设加速核形成,但批量测量平均速率,掩盖特定地点的影响.
• 在特定的表面地点量化核化速率仍然是一个挑战.

研究的目的:

• 测量和比较高定向烧解石墨 (HOPG) 的不同表面位点上的电子核化速率和能量.
• 为了研究表面地形的影响,特别是阶段边缘与基底平面对核化行为的影响.
• 开发和应用一种在电化学系统中测量特定地点核化速率的方法.

主要方法:

• 利用扫描电化学细胞显微镜 (SECCM) 进行电化学核化事件的纳米级限制.
• 采用电压测量实验来探测个别地点的核化动力学.
• 开发了一个随机模型,从实验数据中提取核化速率和能量.
• 在HOPG上绘制银 (Ag) 核,比较阶段边和基底平面.

主要成果:

• 通过使用SECCM.成功测量了个别的核化事件.
• 观察到阶段边缘和基底平面 (∼57 mV 中位差) 之间的核化超电位的显著差异.
• 量化了这些位点之间的核化能量屏障 (∼12 kJ mol-1) 的相应差异.

结论:

• 电子核化速率和能量高度依赖于表面位置特征.
• 与基底平面相比,HOPG上的步骤边缘表现出较低的核化能量障碍.
• 开发的电压测量方法为研究各种电化学系统 (包括下一代电池) 中的核异质性提供了强大的工具.