电解池电化学反应过程的运动衬度X射线成像 |
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作者姓名: | 鞠晓璐 李可 余福成 许明伟 邓彪 李宾 肖体乔 |
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作者单位: | 1. 中国科学院上海应用物理研究所;2. 中国科学院大学;3. 上海光源科学中心中国科学院上海高等研究院 |
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基金项目: | 国家重点研发计划(批准号:2021YFA1600703,2021YFF0601203);;国家自然科学基金(批准号:81430087)资助的课题~~; |
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摘 要: | 电化学反应过程中离子迁移、氧化还原反应的原位动态观测对研究电解池和电池充放电性能、离子迁移特性、缺陷产生和预防等具有重要意义.采用电解池模型研究电化学反应过程以方便实验参数调控,基于运动衬度X射线成像实验研究了其离子迁移和氧化还原反应过程.结果表明,同等条件下运动衬度X射线成像比传统的时间减影成像的衬噪比高一个量级以上.基于运动衬度X射线成像成功观测到起始阶段电化学反应特性,发现电化学反应在电解池内所有位置同时发生,而不是通常理解的电场力作用下离子迁移到阴极、得到电子被还原.电极投影位置运动衬度信号强于电解液其他位置,说明电极位置氧化还原反应更密集.在通电电压低到一个临界值、传统时间减影成像很难观测到离子迁移或原子团聚的时候,运动衬度成像仍可明确揭示离子迁移(原子团簇运动)轨迹.因此,运动衬度X射线成像可大幅提升电解质中离子(原子)迁移的观测灵敏度,在电池、电解池电化学反应特性的原位动态研究中具有重要应用前景.
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关 键 词: | 电化学反应 运动衬度 X射线成像 离子迁移 |
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