Koreya Qabaqcıl Elm və Texnologiya İnstitutu (KAIST) tərəfindən

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Elektrikli ikiqat təbəqəli strukturdakı dəyişikliklər nəticəsində yaranan “dəvə formalı” əyridən “zəng formalı” əyriyə keçid. Müəllif: Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-70322-5

Smartfonların doldurulmasından hidrogen istehsalına qədər enerji texnologiyasının fundamental prinsipləri aşkar edilib. Koreyalı tədqiqatçılar ilk dəfə olaraq “elektrik ikiqat təbəqəsi” adlanan ultra kiçik məkanda molekulyar strukturların necə dəyişdiyini müəyyən ediblər. ” Nature Communications ” jurnalında dərc olunan bu tədqiqat , enerji itkisini azaltmaqla və istənilən reaksiyaları selektiv şəkildə induksiya etməklə batareya, hidrogen və karbon neytral texnologiyalarda səmərəliliyi və performansı eyni vaxtda artırmaq üçün yeni bir yol açır.

Elektrikli ikiqat təbəqənin açılması

Kimya kafedrasından professor Hyungjun Kimin rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu, POSTECH-dən professor Chang Hyuck Choi və UNIST-dən professor Seung-Jae Shin ilə əməkdaşlıq edərək, elektrik ikiqat təbəqəsində baş verən struktur faza keçidlərini (maddənin vəziyyəti və ya düzülüşünün dəyişdiyi hadisələr) müəyyən edib.

Xüsusilə, onlar molekulyar səviyyədə elektrik saxlama tutumunun (tutum) elektrolit konsentrasiyasından asılı olaraq dəvə formasından zəng formasına dəyişdiyi fenomenin səbəbini aşkar etdilər .

Elektrokimyəvi reaksiyalar elektrod və elektrolitin birləşdiyi elektrik ikiqat təbəqəsi adlanan ultra kiçik məkanda baş verir. Elektrokimya sahəsində elektrolit konsentrasiyası artdıqca tutum əyrisinin iki zirvəli dəvə formasından tək zirvəli zəng formasına dəyişdiyi çoxdan məlumdur, lakin əsas səbəb molekulyar səviyyədə izah olunmamış qalmışdır.

Hər elektrodda nə baş verir

Atom baxımından dəqiq simulyasiyalar və təcrübələr vasitəsilə tədqiqat qrupu elektroda tətbiq olunan gərginlikdən asılı olaraq iki əsas dəyişikliyin baş verdiyini aşkar etdi.

Katodda su molekulları vahid istiqamətdə yenidən düzülür, anodda isə anionlar (mənfi yüklü hissəciklər) səthdə sıx şəkildə toplanır və kondensasiya adlanan fenomendə ikiölçülü struktur əmələ gətirir .

Bu iki proses tutum əyrisində piklər yaradır və elektrolit konsentrasiyası artdıqca onlar birləşir və əyrinin dəvə formasından zəng formasına keçməsinə səbəb olur.

Sadə dillə desək, bir tərəfdə su molekulları nizamlı şəkildə düzülür, digər tərəfdə isə ionlar sıx şəkildə toplanır. Konsentrasiya artdıqca bu iki fenomen birləşir və qrafik iki pikdən tək bir pikə dəyişir.

Görünməz elektrokimyəvi dəyişikliklərin xəritələşdirilməsi

Xüsusilə, tədqiqat qrupu dünyada ilk dəfə olaraq elektrik ikiqat təbəqəsinin strukturunun elektrod potensialından (elektroda tətbiq olunan gərginlik) və elektrolit konsentrasiyasından asılı olaraq necə dəyişdiyini göstərən faz diaqramını təqdim etdi. Onlar həmçinin infraqırmızı spektroskopiyadan (real vaxt rejimində molekulyar hərəkətləri müşahidə edən eksperimental texnika olan ATR-SEIRAS) istifadə edərək bu nəzəri proqnozları real vaxt rejimində eksperimental olaraq təsdiqlədilər.

Sadə dillə desək, onlar strukturların müxtəlif şərtlər altında necə dəyişdiyini göstərən və xəritənin dəqiq olduğunu təcrübələr vasitəsilə təsdiqləyən bir xəritə yaratdılar.

Professor Hyungjun Kim bildirib ki, “Bu tədqiqat, əks halda görünməyən, mikroskopik elektrokimyəvi reaksiya mühitinin ilkin anlaşılmasını təmin etməsi və onun dizaynına yol açması baxımından mənalıdır. Elektrikli ikiqat təbəqədə faza keçidlərini dəqiq idarə edə bilsək, batareyanın doldurulma sürətini artırmaq və ya hidrogen istehsalının səmərəliliyini maksimum dərəcədə artırmaq kimi enerji texnologiyalarının performansını dəqiq şəkildə artıra biləcəyik.”

Nəşr detalları