電気化学クォーツ結晶マイクロバランス (EQCM) は,ナノ孔性の炭素におけるイオンダイナミクスの研究である
Wan-Yu Tsai1, Pierre-Louis Taberna, Patrice Simon
1Université Paul Sabatier, CIRIMAT UMR CNRS 5085 , 118 route de Narbonne, 31062 Toulouse, France.
Journal of the American Chemical Society
|May 30, 2014
まとめ
電気化学クォーツ結晶マイクロバランス (EQCM) とサイクルボルトメトリー (CV) は,炭化物由来炭素 (CDC) の毛穴におけるイオン吸収を明らかにした. 1-Ethyl-3-methylimidazolium bis ((Trifluoromethanesulfonyl) imide (EMI-TFSI)) エレクトロライトにおけるイオン行動と溶解を特徴付けました.
科学分野:
- 電気化学 電気化学について
- マテリアルサイエンス 材料科学
- 物理化学 物理化学について
背景:
- 炭化水素由来炭素 (CDC) は,調整可能な毛孔サイズを持つ高度な多孔性材料です.
- EMI-TFSIのようなイオン性液体 (IL) は,電気化学的エネルギー貯蔵のための有望な電解質である.
- 閉じ込められたナノポールのイオン吸収と溶解を理解することは,電気化学装置の最適化に不可欠です.
研究 の 目的:
- 異なる毛孔サイズ (1および0.65 nm) のCDCにおけるイオン吸附機構を調査する.
- 1-エチル-3-メチリミダゾリウムビス ((Trifluoromethanesulfonyl) イミド (EMI-TFSI) イオン) の振る舞いを,クリーンとソルバットされた電解質で特徴づけるために.
- イオン溶解と移動性に対する毛孔封じ込めの影響を決定する.
主な方法:
- 電気化学クォーツ結晶マイクロバランス (EQCM) は,in-situの質量変化測定に使用されます.
- 電気化学的特徴化のためのサイクル電圧測定法 (CV).
- CDCナノ孔におけるイオン吸収と溶解の分析.
主要な成果:
- 綺麗なEMI-TFSIでは,充電貯蔵は単一イオン吸収と相関しており,有意なイオンペアリングやコイオンスクリーニングはありません.
- アセトニトリル中の2M EMI-TFSIでは,閉じ込められたCDCの毛穴に吸収すると,EMI ((+)) カチオンの部分的な溶解が発生しました.
- 孔の大きさが1nmから0.65nmに減少するにつれて溶解度が増加した.
- EMI (((+) カチオンは,TFSI (((-) アニオンよりも,研究された電解質において,より高い運動性を示した.
結論:
- CDC電極におけるイオン吸収は,孔の大きさと電解質の組成に大きく依存しています.
- より小さな毛穴に閉じ込められることは,重要なカチオン解溶につながり,電気化学的性能に影響を与えます.
- カチオンとアニオンの移動性の違いは,CDCナノ孔内のイオン輸送の重要な要因です.
