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Titel: Selectivity toward heavier monovalent cations of carbon ultramicropores used for capacitive deionization
VerfasserIn: Zhang, Yuan
Ren, Panyu
Wang, Lei
Yambou, Emmanuel P.
Husmann, Samantha
Presser, Volker
Sprache: Englisch
Titel: Desalination : the international journal on the science and technology of desalting and water purification
Bandnummer: 542
Verlag/Plattform: Elsevier
Erscheinungsjahr: 2022
Freie Schlagwörter: Monovalent cations
Selective ion removal
Dehydration
Ion insertion
DDC-Sachgruppe: 540 Chemie
Dokumenttyp: Journalartikel / Zeitschriftenartikel
Abstract: Electrolyte confinement inside carbon nanopores strongly affects ion electrosorption in capacitive deionization. A thorough understanding of the intricate pore size influence enables enhanced charge storage performance and desalination in addition to ion separation. In subnanometer pores, where the pore size is smaller than hydrated ion size, a dehydration energy barrier must be overcome before the ions can be electrosorbed into the pores. Ion sieving is observed when the dehydration energy is larger than the applied energy. However, when a high electrochemical potential is used, the ions can desolvate and enter the pores. Capitalizing on the difference in size and dehydration energy barriers, this work applies the subnanometer porous carbon material, and a high electrochemical ion selectivity for Cs+ and K+ over Na+, Li+, Mg2+, and Ca2+ is observed. This establishes a possible way for selective heavy metal removal by varying pore and solvated ion sizes. Our work also shows the transition from double-layer capacitance to diffusion-limited electrochemical features in narrow ultramicropores.
DOI der Erstveröffentlichung: 10.1016/j.desal.2022.116053
URL der Erstveröffentlichung: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0011916422005082
Link zu diesem Datensatz: urn:nbn:de:bsz:291--ds-375438
hdl:20.500.11880/34093
http://dx.doi.org/10.22028/D291-37543
ISSN: 0011-9164
Datum des Eintrags: 24-Okt-2022
Fakultät: NT - Naturwissenschaftlich- Technische Fakultät
Fachrichtung: NT - Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Professur: NT - Prof. Dr. Volker Presser
Sammlung:SciDok - Der Wissenschaftsserver der Universität des Saarlandes

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