【电解质】JACS：铈电解质的 EELS 研究揭示了石墨烯液体电池中显著的溶质浓度效应

石墨烯液体电池透射电子显微镜是一种强大的技术，可以在原子分辨率下可视化纳米级动力学和转换。然而，已知液体电池中的溶液会受到辐射分解的影响，而石墨烯液体电池的随机形成引发了关于单个口袋中溶液化学的问题。

近日，加州大学伯克利分校A. Paul Alivisatos将电子能量损失谱 (EELS) 用于评估模型封装溶液CeCl₃水溶液。

文章要点

1）首先，O K-edge 和 Ce M-edge 之间的比率用于近似石墨烯液体电池中铈盐的浓度。经确定，氧和铈之间的比率比稀释溶液的预期比率低几个数量级，表明封装的溶液高度浓缩。

2）为了探究这如何影响石墨烯液体电池内的化学反应，使用时间分辨平行EELS测量了Ce³⁺的氧化。研究人员已确定Ce³⁺在高电子通量下氧化得更快，但无论通量如何，都能达到相同的稳态Ce⁴⁺浓度。时间分辨的浓度分布可以直接与辐射分解模型进行比较，这表明某些分子种类的速率常数和g值在高度集中的环境中有很大不同。

3）最后，电子通量相关的金纳米晶体蚀刻轨迹表明，金纳米晶体在较高电子通量下蚀刻得更快，这与Ce³⁺氧化动力学密切相关。

了解石墨烯液体电池中高浓度溶液的影响将为以前的研究提供新的见解，并可能为以高分辨率系统地研究高浓度溶液中的系统开辟机会。

参考文献：

Michelle F. Crook, et al, EELS Studies of Cerium Electrolyte Reveal Substantial Solute Concentration Effects in Graphene Liquid Cells, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.2c07778

https://doi.org/10.1021/jacs.2c07778