由于安全性和低毒性，盐包水（WiS）电解质是未来电化学能量储存装置的一种有吸引力的选择。然而，关于在电极和盐水电解质之间的界面上发生的物理化学相互作用人们还没有完全理解。

近日，华中科技大学冯光教授，埃默里大学Tianquan Lian教授研究了高浓度LiTFSI水溶液电解质在Au(111)电极上的电位依赖性EDL结构，电极极化从0到-1.55 V变化（相对于零电荷电势，PZC）。

文章要点

1）研究人员将通过原位电化学壳隔离纳米粒子增强拉曼光谱(SHINERS)获得的界面水和离子的电势依赖性振动光谱与通过MD模拟获得的详细微观结构进行比较，提供了对WiS电解质中EDL结构的原子观点。结果表明，由于水、Li⁺和TFSI⁻之间的相互作用决定了不同的氢键结构，界面水分子呈现出三个OH伸缩带。

2）在高负极化下，Li⁺在电极表面的积累导致了在稀水性电解质中未观察到的不寻常的hydrogen-up (H-up)界面水结构，并降低了界面水的电场强度，从而导致OH伸缩振动的意外蓝移。这些物理化学行为在数量上不同于浓度较低的电解质水溶液。

这种对双层结构的原子理解为设计用于电化学能量储存装置的未来水性电解质提供了关键的见解。

参考文献

Li, CY., Chen, M., Liu, S. et al. Unconventional interfacial water structure of highly concentrated aqueous electrolytes at negative electrode polarizations. Nat Commun 13, 5330 (2022).

DOI：10.1038/s41467-022-33129-8

https://doi.org/10.1038/s41467-022-33129-8