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World File Search System离子传输
研究了来自原子分子动力学模拟的阴离子交换膜中氢氧离子传输的相关性
摘要：阴离子交换膜为更昂贵的质子交换膜燃料电池提供了有希望的替代品。但是，对阴离子交换膜中的氢氧化离子电导率知之甚少。在本文中，我们使用经典的分子动力学模拟来研究由乙烯 - 二乙烯基乙酸（EVA）制备的四种不同聚乙烯膜的结构和离子传输性能。我们检查了膜的微观结构，发现与具有广泛空腔分布的膜相比，腔尺寸分布狭窄的聚合物在氢氧化离子周围的水分子堆积更紧。我们计算水合膜的结构因子，并找到1和4 nm -1之间的峰，这是这些材料中离子簇的特征。我们估计水和氢氧化物离子的自扩散系数，发现水分子在所有系统中的扩散量高于氢氧化离子。氢氧化物扩散的趋势与实验电导率测量很好地对齐。对于具有广泛空腔的系统，水促进了通过车辆运输的氢氧化物扩散，并且在空腔狭窄的系统中，观察到离子跳和车辆运输。通过计算离子 - 离子和离子 - 溶剂相关性通过Onsager传输系数框架来量化这一点。关键字：聚合物膜，离子交换，分子动力学模拟，氢氧化物传输，离子体■简介
聚合物电解质中的多价阳离子传输
今天，电池技术对所谓的LI电池进行了前所未有的多样化，其中包括其他单价（Na +或K +）和多价离子（例如Mg 2 +或Ca 2 +）。除其他因素外，通过建立更可持续和便宜的原材料平台的目标，使用更丰富的原材料，同时保持高能密度。对于这些新技术，决定性的作用落在电解质上，最终需要形成稳定的电极 - 电解质界面并提供齐全的离子电导率，同时保证高安全性。对聚合物基质中的金属离子的传输作为电池应用的实心电解质进行了广泛的研究，尤其是用于锂离子电池，现在也被认为用于多价系统。这构成了巨大的挑战，因为固体中的离子运输变得越来越困难。有趣的是，这个话题是80年代和90年代多年的关注主题，当时许多问题仍在引起问题。由于该领域的最新进展，在固体聚合物电解质中产生了多价离子转运的新可能性。出于这个原因，从这个角度来看，沿着记忆巷漫步，讨论当前的进步并敢于窥视未来。
通过... 实现可调节离子传输的蒙脱石膜
图 2。通过离子交换剥离块状 MMT 和真空过滤 MMT 薄片分散体来制造独立式 MMT 膜的过程。(a) 块状 MMT 粉末。(b) 在红色激光束下对块状粉末进行离子交换剥离后形成的 MMT 薄片水分散体。(c) 通过真空过滤薄片分散体形成的独立式 MMT 膜。(d) MMT 的 XRD 图案，显示 (001) d 间距为 12.3 Å。(e) 剥离的 MMT 薄片的 AFM 图像和 (f) 剥离的 MMT 薄片的相应 AFM 高度分布，显示单层厚度。
离子传输，机械性能和结构电池电解质中的放松动力学
摘要通过拉曼光谱，差异扫描量热法，温度调节的差异扫描量热法，介电光谱和流变学研究了将液体电解质限制在聚合物基质中的影响。聚合物基质是从二甲基二甲基丙烯酸酯的热固化的，而液体电解质由基于乙基 - 咪唑酰胺阳离子[C 2 HIM]和BIS（Trifluoromomethanesulfonyl）的原始离子液体组成，并与Imide [Tfluoromomethanesulfonyl）Imide [Tfsi] Anion annion annion annion，dopsed。我们报告说，受关节的液相具有以下特征：（i）明显降低的结晶度； （ii）更广泛的放松时间分布； （iii）降低介电强度； （iv）在液体到玻璃过渡温度（T g）处的合作长度降低； （v）上速度的局部T G相关离子动力学。The latter is indicative of weak interfacial interactions between the two nanophases and a strong geometrical confinement effect, which dictates both the ion dynamics and the coupled structural relaxation, hence lowering T g by about 4 K. We also find that at room temperature, the ionic conductivity of the structural electrolyte achieves a value of 0.13 mS/cm, one decade lower than the corresponding bulk electrolyte.三个移动离子（IM +，TFSI - 和LI +）有助于测得的离子电导率，隐含地降低了LI +转移数。此外，我们报告了研究的固体聚合物电解质表现出将机械负载转移到结构电池中碳纤维所需的剪切模量。基于这些发现，我们得出结论，优化
由咪唑鎓质子离子液体封闭在甲基丙烯酸酯聚合物中的结构电池电解质中的离子传输、机械性能和松弛动力学
摘要 利用拉曼光谱、差示扫描量热法、温度调制差示扫描量热法、介电光谱和流变学研究了将液体电解质限制在聚合物基质中的影响。聚合物基质由热固化乙氧基化双酚 A 二甲基丙烯酸酯获得，而液体电解质由基于乙基咪唑阳离子 [C 2 HIm] 和双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺 [TFSI] 阴离子的质子离子液体组成，掺杂有 LiTFSI 盐。我们报告称，受限液相表现出以下特征：(i)结晶度明显降低；(ii)弛豫时间分布更宽；(iii)介电强度降低；(iv)在液体到玻璃化转变温度 (T g ) 下协同长度尺度降低；和 (v)局部 T g 相关离子动力学加速。后者表明两个纳米相之间的界面相互作用较弱，而几何限制效应较强，这决定了离子动力学和耦合的结构弛豫，从而使 T g 降低约 4 K。我们还发现，在室温下，结构电解质的离子电导率达到 0.13 mS/cm，比相应的本体电解质低十倍。三种移动离子（Im +、TFSI - 和 Li +）对测量的离子电导率有贡献，从而隐性降低了 Li + 的迁移数。此外，我们报告称，所研究的固体聚合物电解质表现出将机械载荷转移到结构电池中的碳纤维所需的剪切模量。基于这些发现，我们得出结论，优化的
具有有效离子传输的金字塔硅纳米孔建模
摘要 虽然膜基固态纳米孔的电模型已经得到很好的建立，但是硅基金字塔纳米孔由于两个显著特点而无法应用这些模型。一是其35.3°半锥角，这给纳米孔内移动离子带来了额外的阻力。二是其入口为矩形，这使计算访问电导变得困难。本文，我们通过引入有效电导率，提出并验证了一种硅基金字塔纳米孔的有效传输模型 (ETM)。半锥角的影响可以用减小的扩散系数 (有效扩散系数) 等效地描述。由于扩散系数的减小会导致电导率减小，因此在 ETM 中采用有效电导率来计算体积电导率。在经典模型中，使用本征电导率。我们使用自上而下的制造方法来生成金字塔形硅纳米孔，以测试提出的模型。与经典模型较大的误差（大多数情况下为25%）相比，ETM预测电导率的误差小于15%。我们还发现当过量离子浓度与本体离子浓度的比值小于0.2时，ETM是适用的。最后证明了ETM可以估算金字塔硅纳米孔的尖端尺寸。我们相信ETM将为金字塔硅纳米孔的评估提供一种改进的方法。
使用原位原子探针断层扫描技术可视化 Fe-Cr-Ni 合金氧化早期阶段的纳米级氧和阳离子传输机制
对于理解地壳形成[13–15]和磁性的起源具有重要意义。[16] 在法医学中，材料中的 18 O 测绘有助于追踪动物和人类的地理起源。[17] 在研究固体材料氧化机制的不同方法中，原位环境透射电子显微镜 (TEM) 和原位扫描隧道显微镜对于研究与氧化早期阶段相关的原子级结构变化非常有效。[1,3,5,18,19] 然而，这些原位技术缺乏区分单个氧同位素的灵敏度。同时，对氧同位素高度灵敏的纳二次离子质谱 (SIMS) 和其他基于质谱的技术缺乏 3D 亚纳米级的空间分辨率。 [14,17,20,21] 最近，非原位原子探针断层扫描 (APT) 研究验证了 APT 能够实现材料中 18 O 同位素分布的亚纳米级空间分辨映射。[10,22–25] 然而，将 APT 在亚纳米级空间分辨率下定量映射 18 O 的能力扩展到原位氧化研究尚未得到证实。在这里，我们首次展示了使用 18 O 同位素的原位 APT 分析模型 Fe-18 wt% Cr-14 wt% Ni 模型合金（以下称为 Fe18Cr14Ni）中的氧扩散
通过离子传输减缓实现室温卤化物钙钛矿场效应晶体管
该通道是通过电容耦合和在栅极电极上施加适当的偏压来实现的。然而，在传统 FET 架构中，卤化物钙钛矿在室温和低频（尤其是直流操作）下的电流调制具有挑战性，这主要是由于钙钛矿层的混合离子-电子特性。[2] 溶液处理的 FET 通常以累积模式工作，而传统的 Si 基晶体管则以反转模式工作，其中耗尽层将导电通道与半导体块体隔离。为了实现电流的栅极调制和累积模式下的大开关电流比，需要具有低离子浓度的钙钛矿层。在高离子浓度下，如图 1a 所示，无法形成累积通道，因为栅极场被移动离子屏蔽，如图 1b 所示。只有当栅极偏压足够大以至于离子无法完全屏蔽栅极场时，才能观察到场效应电流。因此，形成一个积累层，如图 1c 所示。溶液处理的钙钛矿中可移动离子的浓度估计为 10 25 m − 3 的数量级，[3,4] 导致表面电荷密度为几个 μ C cm − 2，例如甲基铵卤化铅的表面离子密度为 5 μ C cm − 2。[3] 当使用厚度为 200 nm 的典型 SiO 2 栅极电介质（相对介电常数，k = 3.9）时，如此大的密度需要施加大于 300 V 的栅极电压才能感应积累通道，但这是不切实际的，因为它会导致电介质击穿。因此，钙钛矿 FET 中的电流调制主要在低温下实现，此时离子电导率显著降低，或者在高频下使用脉冲模式操作，此时离子无法响应电场的快速变化。[5] 低温或高频操作严重限制了钙钛矿 FET 的实际应用。为了解决这些问题，人们尝试了材料改性，例如合成单晶微板、[6] 准二维纳米片 [7] 或多组分钙钛矿 [8,9]。然而，这些方法可能会损害高通量制造、可重复性或高效电荷传输。因此，减轻或补偿离子迁移率对于实现实用的钙钛矿基 FET 至关重要。在这里，我们建议使用能够诱导大表面电荷密度的介电材料，例如
用于研究2D层次材料的离子传输的可润湿性工程
要研究2D材料，一种共同的途径是在固体基板的表面上支撑它们。在这种情况下，如果要按需插入离子，即通过某种控制机制，则必须与电解质接触。相对于计数器电极，给定的2D材料中给定的离子物种的化学潜力差异为离子插入的驱动力提供了可以控制的驱动力。尽管底物本身可以用作固态电解质，例如在离子导电玻璃陶瓷的情况下，[10-12]在受支持的2D材料的层之间插入离子插入可能会受到阻碍，因为通常有效地插入了通常通过边缘或缺陷站点进行有效插入。在从顶部施加电解质时，覆盖它们的可能性更大 - 近年来，这种方法主要用于静电门控。[13,14]为了以系统的方式插入和运输的目的解决，重要的是以图案化的方式将电解质与2D材料集成在一起，例如在离子扩散过程上强加方向性。这主要是样本量和模式分辨率问题，可以通过100 µm及以后的规模来解决，例如，通过固态电解质的添加剂制造[15]或通过对液体的喷墨打印。[16–18]这些方法的当前局限性是通过打印分辨率以及通过电解质的机械性能来设置的。这些往往很容易弄湿样品表面的大部分，必须因此，粘性电解质或离子 - 凝胶更直接地打印[16]，而一系列低粘度电池级电解质（例如碳酸乙酯/碳酸乙酯中的LIPF 6）不是。