Unique Mechanisms of Ion Storage in Polyaniline Electrodes for Pseudocapacitive Energy Storage Devices Unraveled by EQCM-D Analysis

2022

Жабық қол жеткізу Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.1021/acsami.2c13771
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

The optimal performance of organic electrodes for aqueous batteries requires their full compatibility with selected electrolyte solutions. Electrode materials having 1–3-dimensional structures of variable rigidity possess a confined space in their structure filled with water and electrolyte solutions. Depending on the rigidity and confined space geometry, insertion and extraction of ions into electrode structures are often coupled with incorporation/withdrawal of water molecules. Aside from the scientific interest in understanding the charging mechanism of such systems, co-insertion of solvent molecules affects strongly the charge storage capability of the electrodes for energy storage devices. We present herein in situ electrochemical quartz crystal microbalance with dissipation monitoring (EQCM-D) investigations of polyaniline (PANI) electrodes operating in various aqueous Na + -containing electrolytes, namely, Na 2 SO 4, NaClO 4, NaBF 4, and NaPF 6 . Careful analysis of the EQCM-D results provides a dynamic snapshot of the mixed anionic/protonic fluxes and the accompanying water molecules’ insertion/extraction to/from the PANI electrodes. Based on our observations, it was found that the charging mechanism, as well as the capacity values, strictly depends on the electrolyte pH, the chaotropic/kosmotropic character of the anionic dopants, and the amount of the extracted water molecules. This study demonstrates the effectiveness of analysis by EQCM-D in selecting electrolytes for batteries comprising organic electrodes.