近日,中国科学技术大学朱彦武课题组提出,低缺陷含量的单层石墨烯可为从理解极化作用下石墨烯界面离子吸附/相互作用提供一个优良模版:既消除了孔道离子受限效应,又不受大多数多孔碳材料中孔隙或缺陷的影响(National Science Review, 2019)。基于此,该课题组联合法国Patrice Simon课题组,采用电化学阻抗谱和电化学石英晶体微量天平系统联用,原位研究了离子液体(EMI-TFSI)电解质在单层石墨烯表面的动力学响应。研究发现,在石墨烯正极化区间,电荷储存受带正电的团簇类离子脱附主导;在负极化区间,石墨烯表面质量变化较小,显示表面离子重排效应。随着施加电势的增加,两种类型的界面响应主导着双电层的变化,导致双电层电容增加。该研究为进一步理解石墨烯-电解液界面结构以及石墨烯双电层储能提供了基础。
研究成果以Charge Storage Mechanisms of Single Layer Graphene in Ionic Liquid 为题发表在《美国化学会志》(Journal of the American Chemical Society)上。该研究工作得到自然科学基金委、国家留学基金(CSC)项目等的支持。