graduate10 님의 블로그

안녕하세요! 이번 리뷰할 논문은 "Direct regeneration of degraded lithium-ion battery cathodes with a multifunctional organic lithium salt, Guajun Ji et al., Nature communications 2023, 14, 584."입니다. 이 논문에선 organic lithium salt와 degraded LFP와 함께 열처리하여 Li를 주입시켜 Fe(Ⅲ)을 환원시킵니다. 따라서 Fe-Li anti-site defect를 해결하고, 표면의 균일한 carbon coating을 통해 성능을 향상시킨 연구입니다.  Backgroud LFP cathode는 충방전 과정에서 lithium-ion이 1-D 확산을 통해 결정구..

안녕하세요! 이번에 리뷰할 논문은 "Ligand-channel-enabled ultrafast Li-ion conduction, D. Lu et al., Nature, 2024, vol 627." 입니다. 이 논문에서는 독창적인 Li+ transport mechanism을 제시하며 Li+ transport ability 향상과 anion-derived SEI를 형성하게 하는 전해질 디자인에 관한 논문입니다.  Backgroud 전해질의 Li+, salt anion, solvent의 상호적인 작용이 ionic conductivity, solvation-desolvation behaviours, interphase chemistry 등 전해질의 다양한 특성을 결정합니다. 대표적으로 carbonate-base..

안녕하세요! 이번에는 지난 포스팅에서 예고된대로 current와 potential 사이의 관계를 semi-empirically하게 단순화하여 몇 가지 사례를 통해 알아보겠습니다.  먼저, 개념적으로 먼저 접근해서 생각해보겠습니다. Cyclic voltammetry에서 시스템에 potential을 sweep하고, 그에 대한 응답으로 current가 발현된다는 것을 확인했습니다.Current가 발현되는 것 이면에는 표면에서부터 활성종 농도 구배가 생기고 그로 인한 확산(diffusion)이 일어나게 되는 것이죠. (물론 이 것은 다른 물질 전달을 제어하고, Nernstian system을 따른 다는 가정하입니다.) 식을 통해 확인해보겠습니다. $E\ =\ E^{o'} \ -\frac{RT}{nF} lnQ_{..

안녕하세요. 이번 리뷰할 논문은 "A redox mediated zinc electrode for ultra-robust deep-cycle redox flow batteries. Huang, S. et al., Energy Environ. Sci., 2023, 16, 438" 입니다. Zinc-based Redox Flow Battery (ZRFB)에서는 zinc electrode에서 zinc dendrite로 성장으로 인해 "dead zinc"가 형성되고, 그에 따라 수명이 단축되는 문제가 있습니다.이 논문은 dead zinc보다 redox potential이 큰 redox mediator를 활용하여 dead zinc를 자발적으로 산화 시켜 알칼라인 시스템에 용해 시켜 가용 가능한 zinc의 용량을 ..

안녕하세요! 이번에는 지난 포스팅에 이어서 CV (2)탄으로 cyclic voltammetry (CV) curve에서 가역적인지를 어떻게 판단할 수 있을까? 와 CV curve의 scan rate dependent한 특성을 알아보도록 하겠습니다. 이 글을 읽음으로서 CV curve에서 시스템이 reversible한가? quasi-reversible/irreversible한가?에 대한 답과 scan rate에 따른 CV curve의 특징을 파악할 수 있을거라 생각합니다!   1. Mole flux ?? 우선, 주제에 관해 말하기 전에 알아야 할 개념이 있습니다. 바로 mole flux라고 하는 개념인데요.우선 식을 먼저 확인해보겠습니다. $ \textit{J} = -D_{i}\frac{\partial C(..

이번에는 Cyclic voltammetry (CV, 순환 전압 전류법)이라고 불리는 전기화학 분석법에 관해 알아보겠습니다. 1. CV의 측정 메커니즘2. Non-Faradaic system 에서의 CV 결과 그래프3. Faradaic system 에서의 CV 결과 그래프 1. CV 측정 메커니즘 CV의 input stimulus는 linear sweep voltammetry (LSV)와 매우 유사합니다. 지난 번에 알아본 거 처럼, LSV는 일정한 scan rate로 sweep하여 전위를 가해주고, 전위에 따른 전류의 변화를 i-E curve로 확인하는 것입니다.  Linear Sweep Voltametry (LSV) for faradaic system이번에는 산화 환원 반응이 존재하는 시스템에서의 LS..

이번에는 산화 환원 반응이 존재하는 시스템에서의 LSV에 대해 알아보겠습니다. 1. 산화 환원 반응이 i-E curve에서 어떻게 표현되는지 알아보기 + 전류 약간2. 두 활성종의 존재하는 시스템에서의 i-E curve3. i-E curve를 3 가지 구역으로 나눠서 의미만 파악해보기  먼저, LSV의 input stimulus는 그림1에서와 같이 일정한 scan rate (mV/s)를 주사하는 것입니다.Scan rate는 기울기로 표현될 수 있고, 시간이 지날수록 driving force가 강해지는 것으로 생각할 수 있겠죠??  0.1 M HCl이 있는 시스템에서 Hydrogen Evolution Reaction (HER) 또는 proton reduction 반응인2H+ + 2e- → H2 (g) (E..

이번 리뷰할 논문은 'Stabilizing Li Growth Using Li/LLZO Composites for High-Performance Li-Metal-Based Batteries, J.Y. Yoo et al., Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2308103'입니다. 리튬 금속은 싸이클동안 체적 변화, solid electrolyte interphase (SEI) layer의 불균일한 리튬 이온 플럭스 등으로 인해 리튬 dendrite 성장이 촉진됩니다. 이 논문은 이를 해결하기 위해 리튬 전도성이 뛰어난 Al-doped Li7La3Zr2O12 을 사용하여 리튬 금속과 복합체를 형성해 친화적인 리튬 이온 확산 경로를 제공하여 Li dendrite 형성을 억제하고 성능을 향상시키..

지난번에 이어서 이번 시간에 non-faradaic system 에서 LSV에 대해 알아보겠습니다. LSV(1)에서 간략적으로 non-faradaic sytem에서의 i-E curve에 대해 알아보았습니다.2025.01.02 - [분류 전체보기] - Linear Sweep Voltammetry (LSV) for non-faradaic system (1) 이번에는 좀 더 자세하게 식을 유도하며 왜 이런 그래프가 일어나는지 알아보고, time constant(τ)가 무엇인지와 시간 상수가 미치는 영향에 대해 알아보겠습니다. 아래 그림 1은 전하 이동(charge movement)와 전하 축적(charge accumulation)이 일어나는 non-faradaic system의 회로입니다.Rs - repres..

이번 리뷰할 논문은 'Bilayer Interphase for Air-Stable and Dendrite-Free Lithium Metal Anode Cycling in Carbonate Electrolytes, A.R. Jeon et al, Small, 2024, 20, 240213' 입니다. 리튬 메탈 음극의 문제점 (Li dendrite 성장, 공기 중 빠른 부식, 전해질과 불안정한 반응 등)을 해결하기 위해 inorganic layer 또는 polymer를 코팅하는 방법이 연구되고 있습니다. 이 논문은 단층으로 코팅되는 polymer material의 한계점을 극복하기 위해 bilayer polymer coating으로 두 polymer materials의 시너지를 극대화시켜 안정성을 향상시키는 ..