顆粒在線訊：電化學(xué)界面上的電容傳統(tǒng)上可以分為兩種不同的類型，一種是與電荷感應(yīng)相關(guān)的非法拉第雙電層電容，另一種是電荷轉(zhuǎn)移相關(guān)的法拉第贗電容。然而，在大多數(shù)能源技術(shù)中，電化學(xué)界面不是平面的而是多孔和層狀結(jié)構(gòu)，因而表現(xiàn)出不同程度的電解質(zhì)限域行為。近日，德國亥姆霍茲研究中心的Simon Fleischmann，法國保羅-撒巴蒂爾大學(xué)Patrice Simon和Yury Gogotsi，德國INM-Leibniz新材料研究所Volker Presser以及美國南加州大學(xué)Veronica Augustyn等對非理想電化學(xué)界面上的電容轉(zhuǎn)變行為進(jìn)行了詳細(xì)研究。

本文要點：

1）文章對目前對多孔和層狀材料中電化學(xué)電容和電荷儲存的相關(guān)機(jī)制進(jìn)行了分析討論。作者首次提出可以通過考慮雙層電容和法拉第夾層之間的連續(xù)性來調(diào)和關(guān)于電化學(xué)電容的不同觀點。與嚴(yán)格地定義每個存儲機(jī)制不同，作者假設(shè)可以通過增加電解質(zhì)離子和載體之間的電荷轉(zhuǎn)移來實現(xiàn)無縫過渡，這與離子解吸和限制的程度有關(guān)。

2）研究人員首先考慮了從二維平面上的電吸附到三維多孔碳電極上的電吸附。在這個轉(zhuǎn)變過程中，隨著電化學(xué)界面復(fù)雜度的增加，電極內(nèi)部孔隙尺寸不斷減小。研究人員們繪制了一個與多孔或?qū)訝畈牧掀叫械膱D，傳統(tǒng)上認(rèn)為這些材料與夾層離子能夠進(jìn)行完全的電荷轉(zhuǎn)移。在這些材料中，部分溶劑化或溶劑存在于層間空間可以減少插層離子與宿主的相互作用，從而導(dǎo)致類似于特定電吸附或插層偽電容的現(xiàn)象。

文章鏈接：

Simon Fleischmann et al, Continuous transition from double-layer to Faradaic charge storage in confined electrolytes, Nature Energy, 2022

DOI: 10.1038/s41560-022-00993-z

https://www.nature.com/articles/s41560-022-00993-z