Široké okno elektrochemické stability borem dopované mikrokrystalické diamantové elektrody v elektrolytech typu voda-v-soli NaNO3

Text

Rozšíření okna elektrochemické stability (ESW) vodných elektrolytů může přispět k vysoké energetické hustotě elektrochemických úložišť energie a superkondenzátorů. Zde demonstrujeme unikátní elektrochemickou interakci ve dvou- a tříelektrodových konfiguracích elektrolytu dusičnanu sodného (NaNO3) voda-v-soli (WiS) v širokém rozsahu koncentrací (1-12 m) s elektrodou vyrobenou z borem dopovaného mikrokrystalického diamantu (B-MCDE, velikost zrna ~1 mm) naneseného procesem mikrovlnné plazmové chemické depozice z plynné fáze. Ve srovnání s komerční elektrodou ze skelného uhlíku (C-GCE) dosáhla ESW ~3 V. Ve frekvenčním rozsahu 10 mHz-100 kHz vykazovala B-MCDE také lepší vodivé (až do Rct 50 Ω) a kapacitní (až do Cdl 3,2 μF) vlastnosti ve srovnání s C-GCE pro všechny koncentrace elektrolytu WiS, kde byl identifikován vhodný ekvivalentní obvod. Nejlepšího výkonu bylo dosaženo pro koncentraci 8 m WiS při neutrálním pH a pokojové teplotě, zatímco 12 m WiS byl nestabilní, jak potvrdila Ramanova spektroskopie. Rozšířené ESW a vynikající výkon B-MCDE jsou vysvětleny vysoce kvalitními materiálovými vlastnostmi a nanostrukturovaným povrchem (téměř nanoporézní, velikost prvků <100 nm) vytvořeným v elektrolytu WiS. Výsledky ukazují, že při dobře kontrolované kvalitě jsou diamantové elektrody dopované borem výhodné pro WiS superkondenzátory.

 

JPChC 2025.jpg
Popis
JPChC 2025.jpg