In Situ Small Angle Neutron Scattering Revealing Ion Sorption in Microporous Carbon Electrical Double Layer Capacitors

电解质 微型多孔材料 材料科学 吸附 循环伏安法 中子散射 化学工程 碳纤维 吸附 电容 电极 电化学 化学 散射 有机化学 物理化学 复合材料 物理 工程类 光学 复合数
作者
Sofiane Boukhalfa,Daniel Gordon,Lilin He,Yuri B. Melnichenko,Naoki Nitta,Alexandre Magasinski,Gleb Yushin
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:8 (3): 2495-2503 被引量:90
标识
DOI:10.1021/nn406077n
摘要

Experimental studies showed the impact of the electrolyte solvents on both the ion transport and the specific capacitance of microporous carbons. However, the related structure–property relationships remain largely unclear and the reported results are inconsistent. The details of the interactions of the charged carbon pore walls with electrolyte ions and solvent molecules at a subnanometer scale are still largely unknown. Here for the first time we utilize in situ small angle neutron scattering (SANS) to reveal the electroadsorption of organic electrolyte ions in carbon pores of different sizes. A 1 M solution of tetraethylammonium tetrafluoroborate (TEATFB) salt in deuterated acetonitrile (d-AN) was used in an activated carbon with the pore size distribution similar to that of the carbons used in commercial double layer capacitors. In spite of the incomplete wetting of the smallest carbon pores by the d-AN, we observed enhanced ion sorption in subnanometer pores under the applied potential. Such results suggest the visible impact of electrowetting phenomena counterbalancing the high energy of the carbon/electrolyte interface in small pores. This behavior may explain the characteristic butterfly wing shape of the cyclic voltammetry curve that demonstrates higher specific capacitance at higher applied potentials, when the smallest pores become more accessible to electrolyte. Our study outlines a general methodology for studying various organic salts–solvent–carbon combinations.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
1秒前
2秒前
星星发布了新的文献求助80
3秒前
3秒前
yanna完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
Janus完成签到,获得积分10
7秒前
徐芳菲完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
wangYJ驳回了慕青应助
9秒前
等乙天发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
wlp鹏完成签到,获得积分10
11秒前
Rain发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
12秒前
12秒前
14秒前
大个应助Rain采纳,获得10
15秒前
17秒前
肖先生发布了新的文献求助10
17秒前
Lyj123完成签到,获得积分10
18秒前
dffwlj发布了新的文献求助10
18秒前
20秒前
领导范儿应助秃头叶青青采纳,获得10
20秒前
诸岩发布了新的文献求助10
21秒前
浩然发布了新的文献求助10
22秒前
22秒前
栗子应助owoow采纳,获得10
24秒前
科研通AI2S应助owoow采纳,获得10
24秒前
24秒前
25秒前
栗子应助与落采纳,获得10
25秒前
ira发布了新的文献求助10
27秒前
平常的伊关注了科研通微信公众号
27秒前
27秒前
所所应助123123采纳,获得10
28秒前
SciGPT应助林夕采纳,获得10
28秒前
29秒前
29秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
Rechtsphilosophie 1000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
Le dégorgement réflexe des Acridiens 800
Defense against predation 800
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3136744
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2787759
关于积分的说明 7783069
捐赠科研通 2443822
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1299439
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 625457
版权声明 600954