Bitte benutzen Sie diese Referenz, um auf diese Ressource zu verweisen: doi:10.22028/D291-38704
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Titel: Persistent and Reversible Solid Iodine Electrodeposition in Nanoporous Carbons
VerfasserIn: Prehal, Christian
Fitzek, Harald
Kothleitner, Gerald
Presser, Volker
Gollas, Bernhard
Freunberger, Stefan
Abbas, Qamar
Sprache: Englisch
Verlag/Plattform: ChemRxiv
Erscheinungsjahr: 2020
Freie Schlagwörter: iodine battery
hybrid supercapacitor
in situ small angle X-ray scattering
In situ Raman spectroscopy
nanoporous carbon
DDC-Sachgruppe: 540 Chemie
Dokumenttyp: Sonstiges
Abstract: Aqueous iodine based electrochemical energy storage is considered a potential candidate to improve sustainability and performance of current battery and supercapacitor technology. It harnesses the redox activity of iodide, iodine, and polyiodide species in the confined geometry of nanoporous carbon electrodes. However, current descriptions of the electrochemical reaction mechanism to interconvert these species are elusive. Here we show that electrochemical oxidation of iodide in nanoporous carbons forms persistent solid iodine deposits. Confinement slows down dissolution into triiodide and pentaiodide, responsible for otherwise significant self-discharge via shuttling. The main tools for these insights are in situ Raman spectroscopy and in situ small and wide-angle X-ray scattering (in situ SAXS/WAXS). In situ Raman confirms the reversible formation of triiodide and pentaiodide. In situ SAXS/WAXS indicates remarkable amounts of solid iodine deposited in the carbon nanopores. Combined with stochastic modeling, in situ SAXS allows quantifying the solid iodine volume fraction and visualizing the iodine structure on 3D lattice models at the sub-nanometer scale. Based on the derived mechanism, we demonstrate strategies for improved iodine pore filling capacity and prevention of self-discharge, applicable to hybrid supercapacitors and batteries.
DOI der Erstveröffentlichung: 10.26434/chemrxiv.12173214.v2
URL der Erstveröffentlichung: https://chemrxiv.org/engage/chemrxiv/article-details/60c74faf0f50db01a1397445
Link zu diesem Datensatz: urn:nbn:de:bsz:291--ds-387045
hdl:20.500.11880/34948
http://dx.doi.org/10.22028/D291-38704
Datum des Eintrags: 20-Jan-2023
Bemerkung/Hinweis: Preprint
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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