【水系】AEM：可逆质子插入对温和水系电解质中电极材料电化学的影响

近中性的含水电解质是开发可持续的电化学能量转换和储存装置的首选。质子是这些电解质所固有的，并且它们对电极材料的反应性超出了它们自身的还原，尤其是当可逆的质子插入发生在来自酸性或缓冲电解质的本体电极材料中时。然而，一个仍然迫切的问题是，当在无缓冲的温和水性电解质中工作时，可逆的质子插入是否持续，如果是，对电极材料的功能有何影响。

巴黎大学Véronique Balland和Benoît Limoges等通过在一系列温和的水性电解质中检查作为模型插入电极的TiO₂来解决这一问题。

本文要点：

（1）通过实验、建模和多物理模拟的结合，证明了在基于KCl的电解质中，水作为质子供体支持质子在TiO₂中的可逆插入，而在基于NH₄Cl的水性电解质中，质子供体是NH₄⁺。此外，已经确定，在质子插入/去插入过程中，在电极界面处形成强的pH梯度，突出了它们对质子供体/受体的依赖性，并使它们对电极电压的影响合理化。

（2）总之，这项工作提供了一个质子插入耦合电子转移的综合框架，可以很容易地推广到其他电极材料。

 

参考文献:

Makivić, N., Harris, K. D., Tarascon, J.-M., Limoges, B., Balland, V., Impact of Reversible Proton Insertion on the Electrochemistry of Electrode Materials Operating in Mild Aqueous Electrolytes: A Case Study with TiO2. Adv. Energy Mater. 2022, 2203122.

DOI: 10.1002/aenm.202203122

https://doi.org/10.1002/aenm.202203122

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