Diffusion Kinetics of Ionic Charge Carriers Across Ti3c2tx Mxene-Aqueous Electrochemical Interfaces

动力学 扩散 电化学 离子键合 水溶液 载流子 材料科学 化学物理 化学 化学工程 离子 物理化学 热力学 电极 光电子学 物理 有机化学 量子力学 工程类
作者
Suman Yadav,Narendra Kurra
标识
DOI:10.2139/ssrn.4486409
摘要

Titanium carbide MXene -Ti3C2Tx - is a representative and well-employed electrode material for a variety of electrochemical energy storage applications. Despite exhibiting metal-like electronic conductivity, restacked Ti3C2Tx films show mediocre rate performance. Here, we report on the estimation of diffusion coefficients of aqueous cations (H+, Li+, Na+ and Ca+2) across Ti3C2Tx MXene interlayer spaces by employing electrochemical impedance spectroscopy. Proton diffusivity across 2D slits is found to be 2.2 * 10-8 ± 0.4 * 10-8 cm2/s, which is three orders of magnitude slower than in bulk water. Such a sluggish diffusive behavior is attributed to interfacial confinement effects in the 2D space. It is found that protons diffuse three times faster than hydrated metal cations (Li+, Na+ and Ca+2) through Ti3C2Tx slits and exhibit strong potential dependent behavior. Therefore, the rate performance of Ti3C2Tx MXene electrodes is limited by the ionic transportation in the 2D slits rather than electronic transport. This study provides insights into the engineering of open 2D electrode architectures for better ionic diffusive pathways towards the design of high rate MXene based energy storage devices.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
小宋应助忧郁的吐司采纳,获得10
刚刚
刚刚
2秒前
wanci应助123采纳,获得10
2秒前
alex完成签到,获得积分10
2秒前
dlf发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
研友_Zbb4mZ发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
5秒前
pe发布了新的文献求助10
5秒前
王宇完成签到,获得积分20
6秒前
SciGPT应助answer采纳,获得10
6秒前
Lisa_Su_8055发布了新的文献求助10
8秒前
NDKND发布了新的文献求助10
8秒前
科研通AI6.2应助悬铃木采纳,获得10
8秒前
鲤鱼月亮完成签到,获得积分10
8秒前
张雯思发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
小蘑菇应助祖丽采纳,获得10
9秒前
王奕钦完成签到,获得积分10
10秒前
困倦南瓜发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
11秒前
12秒前
闪闪翼完成签到,获得积分10
12秒前
carol0705完成签到,获得积分10
12秒前
FashionBoy应助灰灰采纳,获得10
13秒前
13秒前
Hello应助桑榆采纳,获得10
13秒前
无奈世立完成签到,获得积分10
13秒前
丘比特应助等待的微笑采纳,获得10
13秒前
Dodo完成签到,获得积分10
13秒前
路口完成签到,获得积分10
14秒前
宠仙发布了新的文献求助10
14秒前
Sunnut完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
张雯思发布了新的文献求助10
15秒前
木齐Jay完成签到,获得积分10
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Propeller Design 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6015644
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7594624
关于积分的说明 16149567
捐赠科研通 5163536
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2764394
邀请新用户注册赠送积分活动 1745072
关于科研通互助平台的介绍 1634798