Elektrochemische Anwendungen von zweidimensionalen Nanoschichten: Der Einfluss der Länge und Dicke der Nanoschicht

Obwohl viele elektrochemische Eigenschaften von 2D-Materialien empfindlich von den Dimensionen der Nanoschicht abhängen, gibt es keine systematischen, quantitativen Studien, die den Einfluss der Größe und Dicke der Nanoschicht auf elektrochemische Parameter analysieren. Hier verwenden wir größenselektierte WS2-Nanoschichten als Modellsystem, um den Effekt der Dimensionen der Nanoschichten in zwei repräsentativen Bereichen zu bestimmen: Wasserstoffentwicklungs-elektrokatalytische Elektroden und Elektroden für elektrochemische Doppelschichtkondensatoren. Wir haben diese Anwendungen gewählt, da sie von der Wechselwirkung der Ionen mit der Kante und der Basisfläche der Nanoschicht abhängen und daher erwartungsgemäß von der Größe der Nanoschicht abhängig sind. Die Daten zeigen, dass die katalytische Stromdichte umgekehrt mit der mittleren Nanoschichtlänge skaliert, während die volumetrische Doppelschichtkapazität umgekehrt mit der mittleren Nanoschichtdicke skaliert. Beide Ergebnisse stimmen mit einfachen Modellen überein, die es ermöglichen, intrinsische Größen zu extrahieren, nämlich die Umsatzfrequenz und die Dicke der Doppelschicht.