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Tracking ionic fluxes in porous carbon electrodes from aqueous electrolyte mixture at various pH

Authors :
Pierre-Louis Taberna
Patrice Simon
Yih-Chyng Wu
Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE)
Collège de France (FRANCE)
Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - ENSCP (FRANCE)
Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier - ENSCM (FRANCE)
Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE)
Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE)
Sorbonne Université (FRANCE)
Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE)
Université de Nantes (FRANCE)
Université de Picardie Jules Verne (FRANCE)
Université de Pau et des Pays de l'Adour - UPPA (FRANCE)
Université de Haute Alsace - UHA (FRANCE)
Université de Montpellier (FRANCE)
Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)
Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie (RS2E)
Université de Nantes (UN)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-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 Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )
Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)
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)
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 - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Collège de France (CdF (institution))-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )
Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)
Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Source :
Electrochemistry Communications, Electrochemistry Communications, 2018, 93, pp.119-122. ⟨10.1016/j.elecom.2018.06.014⟩, Electrochemistry Communications, Vol 93, Iss, Pp 119-122 (2018), Electrochemistry Communications, Elsevier, 2018, 93, pp.119-122. ⟨10.1016/j.elecom.2018.06.014⟩
Publication Year :
2018
Publisher :
Elsevier, 2018.

Abstract

Electrochemical quartz crystal microbalance (EQCM) and cyclic voltammetry (CV) techniques were used to study ion dynamics in porous carbide-derived carbon (CDC) electrodes in various aqueous electrolytes. Although the cyclic voltammetries look similar, EQCM revealed different ion transfer depending on the electrolyte during both positive and negative polarization. During polarization in neutral K2SO4 electrolyte, partial desolvation of cation and anion were observed in carbon micropores. In EMI+-HSO4− electrolyte, the main charge carrier during cation adsorption was not found to be bulkier EMI+, but smaller and highly mobile H+. Furthermore, ionic fluxes during charging/discharging were monitored and identified in multi-ions aqueous system, which was ambiguous according to the CV plots. EQCM shows its powerful ability to serve as an accurate gravimetry probe to study the electrolyte concentration and compositional changes in porous materials. Keywords: Electrochemical quartz crystal microbalance, Supercapacitor, Microporous carbon, Ion dynamics, Energy storage

Details

Language :
English
ISSN :
13882481
Database :
OpenAIRE
Journal :
Electrochemistry Communications
Accession number :
edsair.doi.dedup.....6f7d744091ae9ad22fa9981d5971079d