1. Understanding ageing mechanisms of porous carbons in non-aqueous electrolytes for supercapacitors applications
- Author
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Camelia Matei Ghimbeu, Yinghui Liu, Benoît Soucaze-Guillous, Bénédicte Réty, Patrice Simon, Pierre-Louis Taberna, Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E), Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Université de Nantes (UN)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - 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Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )
- Subjects
Energie électrique ,Activated carbon oxidation ,Temperature-programmed desorption coupled with mass spectrometry technique ,Matériaux ,Energy Engineering and Power Technology ,chemistry.chemical_element ,02 engineering and technology ,Electrolyte ,[SPI.MAT] Engineering Sciences [physics]/Materials ,010402 general chemistry ,01 natural sciences ,Oligomer ,Catalysis ,[SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials ,chemistry.chemical_compound ,Adsorption ,Desorption ,Electrical and Electronic Engineering ,Physical and Theoretical Chemistry ,Acetonitrile ,Supercapacitor ageing ,Supercapacitor ,Renewable Energy, Sustainability and the Environment ,[SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power ,021001 nanoscience & nanotechnology ,Surface oxygen functional group ,0104 chemical sciences ,chemistry ,Chemical engineering ,0210 nano-technology ,Carbon ,[SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power - Abstract
International audience; Two activated porous carbon powders with different surface functional groups content have been electrochemically polarized in tetraethylammonium tetrafluoborate (Et4NBF4) in acetonitrile electrolyte to study their ageing mechanism as supercapacitor electrodes. Temperature-programmed desorption coupled with mass spectrometry technique (TPD-MS) is used to track the change of carbon surface chemistry – surface functional groups and/or adsorption of degradation products occurring upon polarizations. A potentiostatic study of the carbons in a two-compartment cell unveil the catalytic role of water in the ageing mechanism. Combining these results with our previous work, we propose different scenarios to depict the ageing mechanisms of the two carbons. For carbon A, hydrolysis of BF4− at the positive electrode leads to carbon oxidation together with soluble poly-acetonitrile oligomer occurred from reaction between BF4• radicals and acetonitrile. Ageing mechanism is also assumed to set off with the hydrolysis of BF4− for carbon B; but, in here the formed oligomers react with acid functional groups present at the carbon surface to form a protective, passive-like layer at both positive and negative electrodes which hampers a further electrode ageing.
- Published
- 2019
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