Magnetometrisk karakterisering av mellomprodukter i faststoffelektrokjemi av redoks-aktive metallorganiske rammer

Elektrokjemisk energilagring har vært en mye diskutert anvendelse av redoksaktive metallorganiske rammer (MOF) de siste 5 årene. Selv om MOF-er viser fremragende ytelse når det gjelder gravimetrisk eller arealkapasitans og syklisk stabilitet, er deres elektrokjemiske mekanismer dessverre ikke godt forstått i de fleste tilfeller. Tradisjonelle spektroskopiske teknikker, som røntgenfotoelektronspektroskopi (XPS) og røntgenabsorpsjonsfinstruktur (XAFS), har bare gitt vag og kvalitativ informasjon om valensendringer av visse elementer, og mekanismene som foreslås basert på slik informasjon er ofte svært diskutable. I denne artikkelen rapporterer vi en rekke standardiserte metoder, inkludert fabrikasjon av elektrokjemiske celler i fast tilstand, elektrokjemiske målinger, demontering av celler, innsamling av MOF-elektrokjemiske mellomprodukter og fysiske målinger av mellomproduktene under beskyttelse av inerte gasser. Ved å bruke disse metodene for kvantitativt å avklare den elektroniske og spinntilstandsutviklingen innenfor et enkelt elektrokjemisk trinn av redoksaktive MOFer, kan man gi klar innsikt i naturen til elektrokjemiske energilagringsmekanismer, ikke bare for MOF, men også for alle andre materialer med sterkt korrelerte elektroniske strukturer.