Influence of temperature gradients on charge transport in asymmetric nanochannels

文献情報

出版日 2017-09-25
DOI 10.1039/C7CP03281A
インパクトファクター 3.676
著者

Anne M. Benneker, Hans David Wendt, Rob G. H. Lammertink, Jeffery A. Wood


原文を見る

要旨

Charge selective asymmetric nanochannels are used for a variety of applications, such as nanofluidic sensing devices and energy conversion applications. In this paper, we numerically investigate the influence of an applied temperature difference over tapered nanochannels on the resulting charge transport and flow behavior. Using a temperature-dependent formulation of the coupled Poisson–Nernst–Planck and Navier–Stokes equations, various nanochannel geometries are investigated. Temperature has a large influence on the total ion transport, as the diffusivity of ions and viscosity of the solution are strongly affected by temperature. We find that the selectivity of the nanochannels is enhanced with increasing asymmetry ratios, while the total current is reduced at higher asymmetry cases. Most interestingly, we find that applying a temperature gradient along the electric field and along the asymmetry direction of the nanochannel enhances the selectivity of the tapered channels even further, while a temperature gradient countering the electric field reduces the selectivity of the nanochannel. Current rectification is enhanced in asymmetric nanochannels if a temperature gradient is applied, independent of the direction of the temperature difference. However, the degree of rectification is dependent on the direction of the temperature gradient with respect to the channel geometry and the electric field direction. The enhanced selectivity of nanochannels due to applied temperature gradients could result in more efficient operation in energy harvesting or desalination applications, motivating experimental investigations.

関連文献

Correction: Synthesis of TiC nanotube arrays and their excellent supercapacitor performance

Tongxiang Ma, Yuzheng Pan, Junyu Chen, Zhiming Yan, Buxin Chen, Lang Zhao, Liwen Hu, Liangying Wen, Meilong Hu

2023-12-15 Correction

DOI: 10.1039/D3TA90269B

Back cover

2024-01-03 Cover

DOI: 10.1039/D4TA90008A

Switching the adsorption sites of PMS on SrCoO2.52 to enhance catalytic performance

Jiahong He, Qiang Xu, Bin Xiang

2023-11-21 Paper

DOI: 10.1039/D3TA06102G

High-value utilization of lignin: construction of an intelligent release system for targeting the delivery of pesticides

Yitong Wang, Xiaona Yu, Shuaishuai Ma, Shuling Cao, Xufeng Yuan

2023-11-23 Critical Review

DOI: 10.1039/D3GC03434H

Inside front cover

2024-01-22 Cover

DOI: 10.1039/D4GC90008A

Fluorinated carbon nitride with a hierarchical porous structure ameliorating PEO for high-voltage, high-rate solid lithium metal batteries

Shuohan Liu, Jieqing Shen, Zhikai Wang, Wensheng Tian, Xiujun Han, Zhixin Chen, Hui Pan, Lei Wang, Dongyu Bian, Shenmin Zhu

2023-11-02 Paper

DOI: 10.1039/D3TA05495K

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

噻奈普汀乙酯の物理化学的性質は何ですか?

CAS番号66981-77-9の噻奈普汀乙酯は、結晶性白色粉末であり、分子量は476.9 g/molです。この化合物は水に溶けにくく、一般的には有機溶媒で溶解し...

66981-77-9Ethyl 7-[(3-chloro-6...
化合物よくある質問

アミピシリン不純物Fとは何ですか?

アミピシリン不純物Fは、CAS番号124774-48-7の化合物です。これは、抗生物質アミピシリンの生産過程で生成される不純物の一つであり、(4S)-2-({[...

124774-48-7Ampicillin impurity ...
化合物よくある質問

イリジウム(I)ヘキサフルオロフォスファートの代替品はありますか?

イリジウム(I)ヘキサフルオロフォスファートの代替品として、他の有機金属化合物や非有機金属化合物が使用されることがあります。具体的には、ダイゾニウム塩や他の金属...

870077-94-43-Di-i-propylphosphi...
化合物よくある質問

含有3-(苯氧基甲基)苯硼酸频那醇酯の廃棄物はどのように処理すべきですか?

含有3-(苯氧基甲基)苯硼酸频那醇酯の廃棄物は、安全な方法で処理する必要があります。まず、廃棄物を適切な容器に収集し、避けて保管します。次に、専門の廃棄処理業者...

912569-68-74,4,5,5-Tetramethyl-...
化合物よくある質問

2-甲基辛-1-醇を取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

取り扱う際は、密閉のゴーグルと手袋を着用することが推奨されます。ドラフトチャンバーを使用し、漏洩時には速やかに取り扱いを中止し、適切な排気設備を使用してください...

818-81-52-Methyl-1-octanol
化合物よくある質問

高氯酸钪の代替品はありますか?

高氯酸钪の代替品としては、沈殿剤としてのアルミニウム塩や鉄塩が挙げられます。また、沈殿反応を促進するための助剤としては、硫酸や硝酸が使用されます。

14066-05-8Scandium triperchlor...
化合物よくある質問

3α-アセトキノイドコレステロールエステルはどのように保存すればよいですか?

3α-アセトキノイドコレステロールエステルは、常温から低温(0-5℃)の暗所で保存し、密閉容器に入れることで安定性を保つことが推奨されます。また、湿気や酸素から...

30365-63-0Methyl (3alpha,5beta...
化合物よくある質問

2-ぶンジロキシ-4-(トリフルオロメチル)フェノルビノン酸の主な用途は何ですか?

2-ぶンジロキシ-4-(トリフルオロメチル)フェノルビノン酸は、化学合成の触媒としての使用や、医薬品の合成材料としての役割があります。また、特定の合成路線で使用...

1701435-39-3[2-(Benzyloxy)-4-(tr...
化合物よくある質問

(2S,3R)-2-氨基-3-甲基丁二酸はどのように合成されますか?

(2S,3R)-2-氨基-3-甲基丁二酸は、2-ヒドロキシ-3-メチル丁酸とアミノ化反応を行うことで合成されます。触媒としてジクロロメタンが使用され、選択性と収...

121570-10-3(2S,3R)-2-amino-3-me...
化合物よくある質問

1-Benzyl-2-phenyl-1H-imidazoleはどのように保存すればよいですか?

この化合物は常温で避けてください。直射日光を避け、密閉容器で保存し、湿気を防水の容器に入れて保管してください。

37734-89-71-Benzyl-2-phenyl-1H...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。