Bipolar electrochemistry
இருமுனை மின் வேதியியல் என்பது மின் வேதியியலில் மின் புலங்களில் கடத்தும் பொருட்களின் துருவமுனைப்பை அடிப்படையாகக் கொண்ட ஒரு நிகழ்வாகும். உண்மையில், இந்த துருவமுனைப்பு அடி மூலக்கூறின் இரண்டு முனைகளுக்கு இடையே ஒரு சாத்தியமான வேறுபாட்டை உருவாக்குகிறது, இது மின்சார புலம் மதிப்பை பொருளின் அளவால் பெருக்குவதற்கு சமம். இந்த சாத்தியமான வேறுபாடு போதுமானதாக இருந்தால், பொருளின் முனைகளில் ரெடாக்ஸ் எதிர்வினைகள் உருவாக்கப்படலாம், ஆக்சிஜனேற்றங்கள் ஒரே நேரத்தில் ஒரு முனையில் நிகழும், அதே நேரத்தில் மற்ற முனையில் குறைக்கப்படும். pH குறியீட்டு கரைசலைக் கொண்ட ஒரு எடைப் படகில் பிளாட்டினம் கம்பியைக் கொண்ட ஒரு எளிய சோதனை அமைப்பில், இரண்டு மின்முனைகளின் குறுக்கே 30 V மின்னழுத்தம் கம்பியின் ஒரு முனையில் (கேத்தோடு) நீர் குறைப்பு மற்றும் pH அதிகரிப்பு (OH− உருவாக்கம்) மற்றும் அனோடிக் முனையில் நீர் ஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் pH குறைப்பு ஆகியவற்றை ஏற்படுத்தும். இருமுனை மின்முனையின் துருவங்களும் பயன்படுத்தப்பட்ட மின்சார புலத்துடன் தங்களை இணைத்துக் கொள்கின்றன. அடிப்படைகள் ஒரு மின்சார கடத்தும் மின்முனை நேரடி இணைப்பு இல்லாமல், அதே எலக்ட்ரோலைட்டில், ஒரு அனோட் மற்றும் கேத்தோடு இடையே ஒரு எலக்ட்ரோகெமிக்கல் செல்லில் போதுமான மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்படும் போது வைக்கப்படும் போது; மின்முனை ஒரே நேரத்தில் கேத்தோடிக் மற்றும் அனோடிக் எதிர்வினையை இரு உச்சநிலைகளிலும் அனுபவிக்கும். இதன் பொருள், கடத்தும் மின்முனை ஒரு இருமுனை மின்முனையாக (பிபிஇ) மாறும்; மின் விநியோகத்துடன் நேரடி மின்னணு இணைப்பு இல்லாத அயனி கடத்தும் எலக்ட்ரோலைட்டுடன் தொடர்பு கொள்ளும் மின்சார கடத்தும் பொருள், இது அதன் இரு முனைகளிலும் (துருவங்கள்) மின் வேதியியல் (குறைப்பு மற்றும் ஆக்சிஜனேற்றம்) எதிர்வினைகளை ஊக்குவிக்கிறது; அதாவது இது ஒரே நேரத்தில் ஒரு கேத்தோடு மற்றும் அனோட் ஆகும். இது பின்வருவனவற்றின் காரணமாக நிகழ்கிறதுஃ வழக்கு (ஏ) மின்சாரக் கடத்தும் மின்முனைக்கும் (விஎம்) எலக்ட்ரோலைட்டுக்கும் (விஎஸ்) இடையிலான சாத்தியமான வேறுபாடு (η) ஒரு சாத்தியமான சாய்வை ஏற்படுத்துகிறது, இது பிபிஇ-எலக்ட்ரோலைட் இடைமுகம் முழுவதும் பின்னர் விநியோகிக்கப்படுகிறது, இதில் ஒரு தீவிரமானது மிக உயர்ந்த ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது (அனோட் + η), மற்றொன்று மிகக் குறைந்த ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது (கேத்தோடு-η). எலக்ட்ரோலைட் ஆற்றல் (விஎஸ்) சாய்வு/துளியுடன் ஒப்பிடுகையில்; பி. பி. இ துருவங்களுக்கு இடையில் மின்முனை ஆற்றல் (விஎம்) மாறாது, இது மின்முனைகளின் அதிக கடத்துத்திறன் காரணமாகும், இது பெரும்பாலான எஃகு உலோகக்கலவைகளுக்கு 106 எஸ்/எம் ஐ விட அதிகமாக உள்ளது, இது அயனியாக்கப்பட்ட தண்ணீருக்கு 5,5 மைக்ரோ எஸ்/எம் மற்றும் கடல் தண்ணீருக்கு 5 எஸ்/எம் வரம்பில் உள்ள கரைசல் கடத்துத்திறனுடன் ஒப்பிடும்போது. வழக்கு (B) BPE இல் பாயும் மின்னோட்டம் ஏனெனில் அது எலக்ட்ரோலைட்டை விட குறைவான எதிர்ப்பு மின்னோட்ட பாதையை வழங்குகிறது. படத்தில் விளக்கப்பட்டுள்ளபடி; அனோடில் இருந்து மின்னோட்டம் நுழையும் பக்கத்தின் (டி/ப்ளூ) விளைவாக, பக்கம் டி கேத்தோடியாக துருவமுனைக்கும் (ஆற்றல் மிகவும் எதிர்மறையாக மாறும்). மறுபுறம், மின்னோட்டம் வெளியேறும் பக்கத்தில் (பி/சிவப்பு), அது அனோடிக்கலாக துருவமுனைந்து (ஆற்றல் அதிக நேர்மறையாக மாறும்) சிதைந்துவிடும். இது தற்போதைய திசைக்கு நேர்மாறாக நிகழும் துருவமுனைப்பு காரணமாகும். இந்தக் கோட்பாடு அனைத்து உன்னதமான மற்றும் சமீபத்திய கேத்தோடிக் பாதுகாப்பு புத்தகங்களிலும், NACE வெளியீடுகள் மற்றும் தரநிலைகளிலும் கிட்டத்தட்ட ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்டுள்ளது, குழாய்கள் மற்றும் வெவ்வேறு கட்டமைப்புகளுக்கு இடையில் டிசி குறுக்கீட்டால் ஏற்படும் அரிப்பு மற்றும் பூச்சு முறிவு பற்றிய விளக்கமாக (எ. கா. பாதுகாக்கப்பட்ட அல்லது பாதுகாப்பற்ற கட்டமைப்புகள், ரயில்வே மற்றும் எச். வி. டி. சி). ஏனென்றால், அதிக எதிர்ப்பு, பன்முக சூழல்களில் பெரிய அளவிலான கட்டமைப்புகளுக்கு இது மிகவும் பொருத்தமானது, அங்கு கரைசல் ஆற்றல் (விஎஸ்) குறைவான முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது மற்றும் எதிர்வினைகள் முதன்மையாக துருவங்களில் மட்டுமே குவிந்துள்ளன (மின்னோட்டம் நுழைந்து வெளியேறும்). வழக்கு (சி) பிபிஇயின் ஒவ்வொரு துருவத்திலும் உள்ள சாத்தியமான வேறுபாடு (இது மின் வேதியியல் எதிர்வினைகளுக்கு போதுமானதாக இருக்கலாம் அல்லது இல்லாமலும் இருக்கலாம்). கரைசல் ஆற்றல் ஒரு மின் மூலத்தால் நேரடியாக கட்டுப்படுத்தப்படுவதில்லை என்பதை நினைவில் கொள்க (எ. கா. பொட்டென்ஷியோஸ்டாட்) ஏனெனில் இது கரைசல் கலவையையும் சார்ந்துள்ளது. எனவே, கரைசலில் உள்ள உயிரினங்களைக் குறைக்க எலக்ட்ரான்கள் மாற்றப்படுவதற்கு, வேலை செய்யும் மின்முனையின் ஆற்றலை கரைசலில் உள்ள ஒரு மின்னாற்றல் மூலக்கூறை விட எதிர்மறையான மதிப்புக்கு அமைக்க வேண்டும், பின்னர்-இயக்கவியலைப் பொறுத்து-எலக்ட்ரான்கள் மாற்றப்படலாம். இதே பாணியில், ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்வினைகள் ஏற்படுகின்றன. மேலும், ஓம் விதியின்படி, மின்சார புலம் மற்றும் கரைசல் ஆற்றல் (விஎஸ்) அதிகரிக்கும் கரைசல் எதிர்ப்பு மற்றும் வெளிப்புற சுற்றில் பயன்படுத்தப்படும் மின்னோட்டத்துடன் அதிகரிக்கும். பயன்பாடுகள் இருமுனை மின் வேதியியலின் நிகழ்வு 1970 களில் இருந்து அறியப்படுகிறது மற்றும் சில மின்னாற்பகுப்பு உலைகளில் தொழில்துறையில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. மைக்ரோமீட்டர் அளவிலான இருமுனை மின்முனைகளைப் பயன்படுத்தி நீர் பிளவு சாத்தியம் என்பதை மார்ட்டின் ஃப்ளீஷ்மேன் மற்றும் சக ஊழியர்கள் நிரூபித்ததால் இந்த கருத்துக்கான அறிவியல் சமூகத்தின் ஆர்வம் நிறைய அதிகரித்ததாகத் தெரிகிறது. சமீபத்தில், சமச்சீரற்ற நுண் மற்றும் நானோ கட்டமைப்புகளின் தொகுப்பு, பகுப்பாய்வு வேதியியல் பொருள் அறிவியல், நுண் மின்னணுவியல் மற்றும் நுண் பொருள் உந்துவிசை போன்ற களங்களில் பல பயன்பாடுகள் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன. குறிப்புகள் மின் வேதியியல்