离子液体电化学界面研究取得新进展

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颜佳伟教授与华中科技大学能源学院冯光教授、英国帝国理工学院Kornyshev教授合作，分别从实验和理论模拟的角度，利用电化学方法和分子动力学模拟研究离子液体电化学界面，取得了重要进展。相关成果“Minimizing the electrosorption of water from humid ionic liquids on electrodes”发表于《自然-通讯》(Nature Communications, 2018, 9, 5222)。颜佳伟教授为共同通讯作者。

减小受潮离子液体中水的负面影响是离子液体作为电解质需解决的关键问题。冯光教授利用分子动力学模拟发现，电极材料对水的电吸附没有明显的影响，但是离子液体本身的亲疏水性质会极大地改变电极表面水的电吸附行为。颜佳伟教授利用电化学方法从实验上证实，对于疏水离子液体而言，即使是少量水的存在（3815ppm），也会明显减小该种离子液体的电化学窗口；而对于亲水离子液体，即使水含量高达22800 ppm，该离子液体的电化学窗口仍没有明显减少。碳电极和金电极表现出相同的趋势。由不同阴阳离子构成的多种离子液体均符合此规律。总之，该工作以离子液体的亲/疏水性为突破口，发现采用亲水性离子液体可以有效避免受潮离子液体中的水吸附在荷负电的电极表面。研究表明其微观作用机制为：来自于电极和离子液体的范德华和静电作用决定了水的赋存状态。以上研究结果为离子液体在储能装置等实际器件中的应用提供了新的设计思路。

研究工作得到了国家自然科学基金委项目（51876072、21673193、21533006、21621091和21727807）的资助。电化学实验由我院硕士生刘帅完成。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-018-07674-0