Revealing the Electrochemistry in a Voltaic Cell by In Situ Electron Microscopy
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The Voltaic Pile, invented by Italian physicist Alessandro Volta in 1799, was the first electrochemical energy storage device created by mankind. It consists of alternatively stacked copper (Cu) and zinc (Zn) metal disks separated by brine soaked cloth cardboard as the electrolyte. Although fabricated more than two centuries ago, the electrochemistry of the Voltaic Cell has not been fully understood. Understanding the microscopic working principle of the Voltaic Cell not only has historic meaning but also provides a foundation for modern battery technologies, corrosion science and other electrochemical processes. Herein an in situ microscopic observation of the electrochemical reactions in a Voltaic Cell comprised of a Cu cathode, Zn anode and an ionic liquid‐based electrolyte was reported. During discharge, Zn stripping initiated from pits formation at the surface of the Zn anode, which then propagated along the longitudinal direction of the nanorod. Concurrently Cu nanoparticles were electrodeposited on the Cu cathode. Atomic scale imaging revealed the formation of zinc fluoride (ZnF2) solid electrolyte interphase (SEI) layer of about 2 nm, which grew semicoherently with the Zn anode and dictates the stripping kinetics. Our studies provide not only an in‐depth understanding of the electrochemistry of the Voltaic Cell, but also a generic technique for in situ studies of metal plating/stripping and corrosion at nanometer to atomic resolution.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».