Des scientifiques de l'Université de Californie à Berkeley ont réalisé la première observation directe de la façon dont les molécules d'eau se déplacent à proximité d'une électrode métallique. Cette découverte, publiée dans la revue Nature, pourrait conduire à de nouvelles façons de concevoir des batteries et autres dispositifs électrochimiques.
L’eau est une molécule polaire, ce qui signifie qu’elle a une extrémité positive et une extrémité négative. Lorsque les molécules d’eau se trouvent à proximité d’une électrode métallique, l’extrémité positive de la molécule est attirée vers l’électrode négative, tandis que l’extrémité négative de la molécule est repoussée. Cela crée une couche de molécules d’eau orientées avec leurs extrémités positives pointant vers l’électrode.
L'épaisseur de cette couche de molécules d'eau est cruciale pour les performances des dispositifs électrochimiques. Si la couche est trop épaisse, elle peut provoquer un flux d'ions entre l'électrode et l'électrolyte, ce qui peut réduire l'efficacité de l'appareil. Si la couche est trop fine, cela peut entraîner une corrosion de l'électrode.
Les chercheurs ont utilisé une technique appelée microscopie à effet tunnel (STM) pour imager les molécules d'eau à proximité d'une électrode métallique. STM est un outil puissant qui permet aux scientifiques de voir des atomes et des molécules à la surface d'un matériau.
Les chercheurs ont découvert que la couche de molécules d’eau à proximité de l’électrode avait une épaisseur d’environ un nanomètre. Cette couche était plus épaisse que ce à quoi les chercheurs s’attendaient, ce qui suggère que les molécules d’eau sont plus fortement attirées par les électrodes métalliques qu’on ne le pensait auparavant.
Cette découverte pourrait avoir des implications pour la conception de batteries et d’autres dispositifs électrochimiques. En comprenant comment les molécules d'eau se déplacent à proximité des électrodes métalliques, les scientifiques pourront peut-être concevoir des dispositifs plus efficaces et plus durables.
