Ученые НИУ ВШЭ разработали новую модель двойного электрического слоя

Модель учитывает широкий спектр взаимодействий ионов с электродами и позволяет предсказывать способность устройства накапливать электрический заряд. Теоретические предсказания модели совпали с результатами экспериментов. Данные о поведении двойного электрического слоя могут помочь в разработке более эффективных суперконденсаторов для портативной электроники и электромобилей. Исследование опубликовано в журнале ChemPhysChem. Для расчетов использовалось модифицированное уравнение Пуассона — Больцмана. В модели учли специфические взаимодействия между ионами, их окружение молекулами воды, влияние электрического поля на диэлектрические свойства воды и ограниченное пространство для ионов у поверхности электрода. Это позволило подробно описать профили дифференциальной электрической емкости — меры того, насколько эффективно ДЭС (двойной электрический слой) может накапливать заряд, когда меняется напряжение. Чем выше дифференциальная емкость, тем больше зарядов может удерживать слой при небольших изменениях напряжения. В исследовании изучались водные растворы электролитов перхлората натрия (NaClO₄) и гексафторфосфата калия (KPF₆) на границе с серебряным электродом.

Локальное нарушение электронейтральности электролитов внутри нанопор различного сечения

Получена система уравнений, которая описывает как локальный электрический заряд в электролитах изменяется в каналах переменного сечения. Результат может помочь предсказать пути прохождения заряженных частиц в биологических и технологических системах. По теории, когда раствор электролита находится между двумя пластинами, то общий электрический заряд жидкости должен соответствовать заряду пластин. Однако наблюдения показывают, что, когда расстояние между пластинами составляет менее 10 нанометров, баланс зарядов нарушается. Более того, появляется новая динамика для электролитов, движущихся через асимметричные поры или каналы различного диаметра. В эксперименте использовались гофрированные платины. Установлено, что локальный заряд разрушался всякий раз, когда изменялось поперечное сечение канала.

Впервые получены спектроскопические данные атмосферного зеленого призрака

Команда астрономов из Института астрофизики Андалусии, CSIC, Glorieta de la Astronomía и Политехнического университета Каталонии впервые получила данные спектроскопии мезосферного зеленого призрака. Они обнаружили доказательства наличия никеля, железа и азота в дополнение к кислороду, что позволяет предположить, что зеленый призрак возник в результате метеорной абляции частиц межпланетной пыли, движущихся через атмосферу на высокой скорости. Предыдущие исследования показали, что во время некоторых гроз атмосферные явления, известные как спрайты, появляются над обычными типами молний.

Осаждение поверхностного заряда движущимися каплями уменьшает углы контакта

Капля, скользящая по поверхности, может оставлять за собой след электрических зарядов, который затем влияет на последующие капли. В статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, учёные рассмотрели влияние следа заряда на свойства капель. Если капля скатывается по наклонной пластине, как в проведенном эксперименте, капли образуют разные углы с поверхностью пластины на своей передней и задней стороне. Разница между этими двумя углами — так называемый «гистерезис контактного угла» — существенно изменяется из-за присутствия поверхностного заряда. Исследователи работали с разными конфигурациями: один раз, чтобы пластина и капля могли заряжаться, и один раз, чтобы заряжалась только пластина. С одной стороны, они смогли показать, что заряды влияют на углы контакта и, следовательно, на поведение смачивания, но также и то, что эффект возникает независимо от того, заряжены ли капли и/или пластина.

Новый способ преобразования тепла в электричество

Исследователи из Национального института стандартов и технологий (NIST) изготовили новое устройство, которое может значительно ускорить преобразование тепла в электричество. Если эта технология будет усовершенствована, она может помочь компенсировать часть тепловой энергии, которая тратится впустую.

Раскрыта 80-летняя тайна статического электричества

В статье, опубликованной недавно в журнале Nature Physics, группа профессора Гржибовски показывает, что зарядовые мозаики являются прямым следствием электростатического разряда. Эксперименты показывают, что между расслаивающимися материалами создаются последовательности «искр», которые отвечают за формирование (+/-) распределения заряда, симметричного на обоих материалах.

Заряд и магнетизм переплетаются в материале кагомэ

В экспериментах в Райсе, Окриджской национальной лаборатории (ORNL), Национальной ускорительной лаборатории SLAC, Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли (LBNL), Вашингтонском университете (UW), Принстонском университете и Калифорнийском университете в Беркли изучали чистый железо-германий. При охлаждении до критически низкой температуры в кристаллах которого спонтанно возникали стоячие волны электронов. Интересно, что волны плотности заряда возникали, когда материал находился в магнитном состоянии, в которое он перешел при более высокой температуре.

Новая информация о вспышках молний гигантского джета, достигающих космоса

Подробное трехмерное исследование массивного электрического разряда, поднявшегося на 50 миль в космос над грозой в Оклахоме, предоставило новую информацию о неуловимом атмосферном явлении, известном как гигантские струи. Разряд в Оклахоме был самой мощной из когда-либо изученных гигантских струй, несущих в 100 раз больше электрического заряда, чем обычная грозовая молния.