Energy Technology:二维聚苯胺的赝电容行为

纳米限域空间内有关离子吸附与插层、界面法拉第反应、离子传输与扩散等的赝电容行为研究,对于理解超级电容器的电化学过程与机理有着重要意义。具有明显的法拉第反应和有序纳米通道的二维导电聚合物,是研究复杂电化学过程的绝佳载体,针对其界面及离子相互作用的微观机制理解,也对进一步指导电极结构设计和实现电极性能协同提升有着重要意义。

四川大学何亮教授课题组和合作者以具有明显法拉第过程的二维聚苯胺构建电极,将赝电容行为分为不同部分独立解析,通过原位结构表征、电化学动力学分析、理论验证等多种方法,揭示了包括氧化还原反应、离子插层和离子传输在内的多种电极过程。该研究工作阐明了H+与Li+在二维聚苯胺中的插层赝电容行为和电极容量提升的动力学本质,并设计了离子传输的电化学器件进而计算二维通道内离子输运效率,结合电极结构演变的反应机理与动力学分析结果,对电荷存储过程进行了系统阐述。所开发的多维度电化学方法在更准确地分析电荷存储机制方面具有明显优势。

这一研究工作对于二维限域空间赝电容行为在物理(物质传递、离子吸附等)和化学(氧化还原反应等)宽领域多维度的探究有一定意义,此外,合理将倍率拟合经验公式和多扫速CV校正应用范围拓宽到二维导电聚合物体系,为该类型结构的电容行为和机制研究提供了有效手段。

论文信息:

Revealing kinetics process of fast charge-storage behavior associated with potential in two-dimensional polyaniline

Peng Xu, Xufeng Hong, Zhe Zhu, Huifang Ouyang, Zhiyuan Zhou, Lishan Geng, Nuo Xu, Yixue Duan, Linfeng Lv, Liang He*

Energy Technology

DOI: 10.1002/ente.202200257

https://doi.org/10.1002/ente.202200257