"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF6970
ETF6970 "Kahedimensionaalsete adsorptsioonikihtide struktuur ja moodustumise kineetika erinevatel monokristallilistel metall ja süsinik elektroodidel (1.01.2007−31.12.2010)", Heili Kasuk, Tartu Ülikool, Füüsika-keemiateaduskond, Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond, Tartu Ülikooli Keemia Instituut, Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond.
ETF6970
Kahedimensionaalsete adsorptsioonikihtide struktuur ja moodustumise kineetika erinevatel monokristallilistel metall ja süsinik elektroodidel
The molecular structure and formation cinetics of 2D compact layers on various single crystal metal and carbon electrodes
1.01.2007
31.12.2010
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.11. Keemia ja keemiatehnikaP401 Elektrokeemia 1.3. Keemiateadused (keemia ja muud seotud teadused)100,0
AsutusRollPeriood
Tartu Ülikool, Füüsika-keemiateaduskondkoordinaator01.01.2007−31.12.2007
Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond, Tartu Ülikooli Keemia Instituutkoordinaator01.01.2008−31.12.2010
Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskondkoordinaator01.01.2008−31.12.2010
PerioodSumma
01.01.2007−31.12.2007232 800,00 EEK (14 878,63 EUR)
01.01.2008−31.12.2008232 800,00 EEK (14 878,63 EUR)
01.01.2009−31.12.2009223 488,00 EEK (14 283,49 EUR)
01.01.2010−31.12.2010203 148,00 EEK (12 983,52 EUR)
57 024,27 EUR

Elektroodi potentsiaalist sõltuvaid kahedimensionaalseid adsorptsioonikihte uuritakse antud projektis erinevate metallide ja süsiniku monokristallide pindadel. Uuritakse erinevate orgaaniliste ühendite (kamper, tiokarbamiid, bipüridiin jt.) adsorptsiooniprotsessi erinevalt töödeldud vismuti, antimoni ja kaadmiumi monokristalli tahkudel, et välja selgitada elektroodi kristallograafilise orientatsiooni ja struktuuri mõju orgaanilise adsorptsioonikihi moodustumise kineetikale ja struktuurile. Samuti vajab väljaselgitamist erinevate mittevesilahuste mõju süsinikelektroodide pinna struktuurile. Erinevate orgaaniliste kilede ja monokristalliliste elektroodide pinnastruktuuri uuringuteks kasutatakse peamiselt in situ STM (scanning tunneling microscopy) ning in situ AFM (atomic force microscopy) meetodeid. Ühtse ettekujutuse saamiseks elektroodi struktuuri mõjust orgaanilise adsorptsioonikihi moodustumise kineetikale ja molekulaarsele struktuurile kasutatakse paralleelselt ka klassikalisi elektrokeemilisi meetodeid (tsükliline voltamperomeetria ja impedants spektroskoopia) ning Fourier teisendusega infrapunast spektroskoopiat. In situ STM meetodil ioonsete ja molekulaarsete 2D kihtide moodustumise ja nende struktuuri uuringutel saadav informatsioon on vajalik laiema ettekujutuse saamiseks antud protsessidest ja on seejuures ka otseselt kasutatav kõrge energia ja võimsustihedusega mittevesilahustel baseeruvate superkondesaatorite (elektrilise kaksikkihi kondensaator) arendusel.
The molecular structure of 2D compact layers dependent on the electrode potential applied will be studied in this work at single crystal metal and carbon electrodes. The adsorption process of some organic compounds (i.e. camphor, tiourea, bipyridyl etc.) on the variously pre-treated bismuth, antimony and cadmium single crystal electrodes will be studied. The influence of electrode crystallographic structure for compact organic adlayer structure will be studied in this work. The influence of various non-aqueous electrolytes for the surface structure of highly oriented pyrolytic graphite (HOPG) electrode will be investigated also. Mainly the in situ STM (scanning tunneling microscopy) and AFM (atomic force microscopy) data will be used for characterisation of single crystal electrode surface structures and single crystal electrodes coated with various organic adlayers. The cyclic voltammetry, impedande spectroscopy and SNIFTIR (subtractively normalized interfacial Fourier transform infrared) methods will be used for comparsion to obtain additional information of the influence of electrode surface structure on the compact organic adlayer formation kinetics and molecular structure. The in situ STM studies of formation and structure of ionic and molecular compact layers on variously pre-treated metal and carbon electrodes will give a important information to create a extended concept about these processes at Bi, Carbon and other electrodes. The information obtained will be used for further development of supercapacitors (electric double layer capacitor) with high energy – power characteristics.