电化学石英晶体微平衡 (EQCM) 是对纳米多孔碳中离子动态的研究
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
概括
电化学石英晶体微平衡 (EQCM) 和循环电压测量 (CV) 揭示了碳化物衍生碳 (CDC) 孔中的离子吸附. 在1-Ethyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl) imide (EMI-TFSI) 电解质中描述了离子行为和溶解.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 物理化学 物理化学
背景情况:
- 碳化物衍生碳 (CDCs) 是具有可调节孔径的先进多孔材料.
- 像EMI-TFSI这样的离子液体 (IL) 是电化学能量存储的有希望的电解质.
- 了解纳米孔中离子吸附和溶解对于优化电化学设备至关重要.
研究的目的:
- 研究不同孔径大小 (1和0.65纳米) 的CDC中的离子吸附机制.
- 描述 1-Ethyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl) imide (EMI-TFSI) 离子在整洁和溶解电解质中的行为.
- 为了确定孔隙封闭对离子溶解和移动性的影响.
主要方法:
- 电化学石英晶体微平衡 (EQCM) 用于现场质量变化测量.
- 循环电压计 (CV) 用于电化学表征.
- 在CDC纳米孔中对离子吸附和溶解的分析.
主要成果:
- 在整洁的EMI-TFSI中,电荷储存与单离子吸附相关,没有显著的离子配对或共离子选.
- 在2M EMI-TFSI中,在密封的CDC毛孔中吸附后发生了EMI(+) 电离子的部分溶解.
- 随着孔隙大小从1nm减少到0.65nm,溶解程度增加.
- 在研究的电解质中,EMI(+) 离子表现出比TFSI(-) 离子的流动性更高.
结论:
- 在CDC电极中的离子吸附高度依赖于孔径大小和电解质组成.
- 限制在较小的孔隙导致显著的阴离子溶解,影响电化学性能.
- 阳离子和离子之间的移动性差异是CDC纳米孔内的离子运输的关键因素.
