Oscillatory patterns in redox gradient materials through wireless bipolar electrochemistry. The dynamic wave-like case of copper bipolar oxidation
Fuentes-Rodríguez, Laura (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Pujades, E. (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Fraxedas, Jordi (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Crespi, Anna (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Xu, Kai (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Abad, Llibertat (Institut de Microelectrònica de Barcelona)
Casañ Pastor, Nieves (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)

Data:	2022
Resum:	Bipolar electrochemistry allows the development of processes in a wireless manner, with reactions occurring at the induced anodes and cathodes of an immersed conducting material in the electrolyte. As a result, a gradient oxidation state may appear along the main axis field on the surface or bulk of the material depending on the type of reaction available at each induced potential. Redox intercalation gradients have been observed, metal anodization, or deposition, and also reactions at the electrolyte in the nearby environment of the poles induced. The complex oxidation of copper and interconversion between phases formed yields in this work an oscillating redox gradient, thanks to the great resistance change when the oxidized phases are formed. Parallel stripes containing mainly CuO, CuO, and Cu(OH) with large resistance are formed perpendicular to the electric field, forming a sequence of secondary dipoles in intermediate Cu stripes, that depends on the external voltage applied, and that oscillates in time at the same spatial coordinates. With longer times, copper solubilizes at the larger induced potential zones, probably as Cu(OH) . A simple finite element electrostatic model defines the complex potential waves induced in the piece. The resulting dynamics offer an example of the complexity of order in unwired conducting materials in wet media, either in catalysis, bioelectrodes, electronics, photovoltaics, or energy storage.
Ajuts:	Agencia Estatal de Investigación CEX2019-000917-S Agencia Estatal de Investigación RTI2018-097753-B-I00 Agencia Estatal de Investigación SEV-2017-0706 Ministerio de Economía y Competitividad MAT2015-65192-R
Nota:	Altres ajuts: ICN2 is funded by the CERCA program/Generalitat de Catalunya.
Drets:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, sempre que no sigui amb finalitats comercials, i sempre que es reconegui l'autoria de l'obra original.
Llengua:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió publicada
Matèria:	Anodizations ; Bipolar electrochemistries ; Conducting materials ; Dynamic waves ; Gradient materials ; Interconversions ; Oscillatory patterns ; Oxidation state ; Redox gradients ; Resistance change
Publicat a:	Materials Chemistry Frontiers, Vol. 6, issue 16 (Aug. 2022) , p. 2284-2296, ISSN 2052-1537

DOI: 10.1039/d2qm00482h

13 p, 6.9 MB

El registre apareix a les col·leccions:
Documents de recerca > Documents dels grups de recerca de la UAB > Centres i grups de recerca (producció científica) > Ciències > Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats