On the Electrochemical Activation of Nanoporous Reduced Graphene Oxide Electrodes Studied by In Situ/Operando Electrochemical Techniques
Bernicola, María del Pilar (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Lounasvuori, Mailis (Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH)
Padilla-Pantoja, Jessica (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Santiso, José (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Debiemme-Chouvy, Catherine (Sorbonne Université)
Perrot, Hubert (Sorbonne Université)
Petit, Tristan (Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH)
Garrido, Jose (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Del Corro, Elena (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)

Data:	2024
Resum:	Due to the difficult access of the electrolyte into the nanoconfined space of nanoporous reduced graphene oxide (rGO) electrodes, achieving the optimal electrochemical performance of these devices becomes a challenge. In this work, the dynamics of interfacial-governed phenomena are investigated during a voltage-controlled electrochemical activation of nanoporous rGO electrodes that leads to an enhanced electrochemical performance in terms of areal capacitance and electrochemical impedance. In situ/operando characterization techniques are used to reveal the dynamics of the irreversible material changes introduced during the activation process, including ionic diffusion and water confinement within the nanopores, along with the reduction of oxygenated groups and the decrease of the rGO interlayer distance. Furthermore, operando techniques are used to uncover the origin of the complex polarization-dependent dynamic response of rGO electrodes. The study reveals that the reversible protonation/deprotonation of remaining functional groups and the cation electro-adsorption/desorption process in the graphene basal plane govern the pseudocapacitive performance of nanoporous rGO electrodes. This work brings new understanding of the complex interplay between surface chemistry, ion confinement, and desolvation processes occurring during electrochemical cycling in nanoporous rGO electrodes, offering new insights for designing high-performing electrodes based on nanoporous rGO.
Ajuts:	European Commission 825213 European Commission 881603 European Commission 101070865 Agencia Estatal de Investigación PID2020-113663RB-I00 Agencia Estatal de Investigación RYC2019-027879-I
Drets:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, i la comunicació pública de l'obra, sempre que no sigui amb finalitats comercials, i sempre que es reconegui l'autoria de l'obra original. No es permet la creació d'obres derivades.
Llengua:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió publicada
Publicat a:	Advanced functional materials, Vo. 34, Issue 46 (November 2024) , art. 2408441, ISSN 1616-3028

DOI: 10.1002/adfm.202408441

10 p, 1.8 MB

El registre apareix a les col·leccions:
Documents de recerca > Documents dels grups de recerca de la UAB > Centres i grups de recerca (producció científica) > Ciències > Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats