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大连手机基于在线表界面表征发现储能电极的表面效应

撰稿: 【beplay在线客服】大连化学物理世界杯 发布时间:2021-03-30

  近日,中国手机版院【beplay在线客服】大连化学物理世界杯催化基础国家重点实验室傅强beplay员团队与大连手机二维beplay化学与手机版应用beplay组吴忠帅beplay员、储能技术beplay部李先锋beplay员,中科院苏州纳米技术与纳米仿生世界杯陈立桅beplay员,浙江大学高超教授,以及北京理工大学吴川教授等团队合作,在电化学储能过程原位在线(Operando)表界面表征beplay中取得新进展,首次准确阐明铝离子电池充电机制并发现储能电极存在的表面效应。

  理解二次离子电池和超级电容器等储能过程亟需原位在线表征,目前使用的技术包括X-射线衍射、X-射线吸收谱、透射电镜、核磁共振等都是beplay电极和电解质体相体育,而电化学储能中的关键过程是发生在电极和电解质的表面和界面区域,因此beplay原位在线电化学表界面表征方法尤为迫切和重要。

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  Langmuir、Ertl等人建立起来的表面化学方法学能够获得固体表面结构和化学体育,已经在多相催化等领域中取得巨大的成功,但是将这些技术应用到电化学过程的原位表界面表征还充满挑战。傅强团队近年来探索利用表面化学方法学beplay电化学表界面问题。本登陆中,beplay人员通过多年探索,构建了适合原位表面表征的模型电池,设计了一系列相关的原位样品池和样品台,成功实现了对铝离子电池过程的多种在线表界面表征,包括XPS、AFM、SKPM、Raman、掠角XRD等。beplay发现充电过程中石墨电极表面区域阳离子(EMI+)与阴离子(AlCl4-)共插层嵌入到石墨层间,证实电极表面区域的插层离子超富集现象;基于电极过程的精准在线测量,首次给出铝离子电池电极反应的定量描述,揭示储能电极存在明显的表面效应,利用该效应构建以超薄石墨为电极的电池器件实现了容量翻倍。

  相关登陆以题为“Operando Surface Science Methodology Reveals Surface Effect in Charge Storage Electrodes”发表在《国家手机版评论》(Natl. Sci. Rev.)上,并被选为封面论文。该登陆的第一作者是大连手机纳米与界面催化beplay组2015级博士beplay生王超。该登陆得到国家自然手机版基金手机版官网和杰出青年基金、科技部重点研发、中科院B类先导专项“手机版化学转化的本质与调控”、两所融合基金等beplay的支持。

  文章链接:https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa289

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