Nieuws

Elektrochemische dubbellaag in close-up

Arjen Dijkgraaf | donderdag 1 september 2016

Voor het eerst heeft de wetenschap het grensvlak tussen een elektrode en een vloeibaar elektrolyt in beeld. Onderzoekers van Berkeley Lab vonden een manier om het met röntgenstraling af te tasten, schrijven ze in Nature Communications.

Dat grensvlak is een van de hoekstenen van de elektrochemie. Al in de 19e eeuw beredeneerde Hermann von Helmholtz dat het een ‘elektrochemische dubbellaag’ is. De positieve elektrode wordt bedekt met negatief geladen ionen, en vlak daarachter hopen zich weer positief geladen ionen op (voor de negatieve elektrode omkeren s.v.p.).

Er bestaan verschillende theoretische modellen die het gedrag beschrijven, maar tot nu toe lukt het nauwelijks om er metingen aan te doen en zo te bevestigen dat die modellen kloppen. Een belangrijk punt is bijvoorbeeld de potentiaal als functie van de afstand tot de elektrode; voor zover bekend was die nog nooit gemeten.

Ethan Crumlin en collega’s hebben zulke metingen nu wel gedaan. Ze gebruikten een goudelektrode met daarop een 10 tot 30 nm dik laagje kaliumhydroxide-oplossing in water. Als referentie deden ze er pyrazine bij, een stikstofhoudend molecuul dat volkomen neutraal zou moeten zijn.

Ze onderzochten dit systeem met röntgenfotoëlektronspectrometrie, waarbij ze vooral naar de spectra van de zuurstof in het water en de stikstof in de pyrazine keken. Essentieel blijkt daarbij het gebruik van wat ze ‘tender X-rays’ noemen, met een energieniveau dat ergens tussen harde en zachte straling in zit.

Voorlopig is het vooral een proof of principle. De metingen zijn nog niet scherp genoeg om te concluderen welk theoretisch model het beste voldoet. Gewerkt wordt aan verbeterde röntgen-‘beamlines’ die metingen mogeliojk moeten maken met hoger resolutie en een betere signaal/ruisverhouding.

bron: Berkeley Lab

Agenda
Ontvang de nieuwsbrief

Meld je aan voor de nieuwsbrief en blijf op de hoogte van het laatste nieuws van C2W.

Meld je nu aan!

C2W Social Media

Logo Twitter

Logo Linkedin

Wordt abonnee/lid

Logo KNCV

Sluit nu een abonnement af of word lid van de KNCV en ontvang elke week het laatste nieuws, digitaal of op papier. 

Sluit nu een abonnement af!