表面X線散乱法を用いたイオン液体/Au(111)電極表面のその場構造解析

Structural study on Au(111) electrode surface in ionic liquid using in-situ surface X-ray scattering

田村 和久   ; 宮口 真一郎*; 阪上 潔*; 西畑 保雄

Tamura, Kazuhisa; Miyaguchi, Shinichiro*; Sakaue, Kiyoshi*; Nishihata, Yasuo

近年、イオン液体を電解質としたリチウムイオン電池,燃料電池,湿式型太陽電池,キャパシタの実用化に関する研究が急速に進んでいる。一方で、イオン液体/電極界面に関する研究は、技術的な課題が多く進んでいない。固液界面は、電気化学反応における反応場そのものであり、したがって、その構造や振る舞いを理解することは、電気化学反応を理解するうえで非常に重要である。そこで本研究では、放射光を用いた表面X線散乱法により、1-butyl-1-methylpyrrolidinium bis(trifluoromethylsulfonyl)amide([BMP]TFSA)中におけるAu(111)電極表面構造の電位依存性を調べた。

Potential dependence of Au(111) electrode surface structure in 1-butyl-1-methylpyrrolidinium bis(trifluoromethylsulfonyl)amide ([BMP]TFSA) was investigated using in-situ surface X-ray scattering. In the electrochemical window of Au(111) electrode in [BMP]TFSA, three potential regions, that is, reconstruction region (E -1.5 V vs. Ag/Ag), (11) region (-1.5 E 0.05 V), and (11)-II region (0.05 E 0.9 V), were found. In reconstruction region, (11) structure turns to reconstructed structure gradually and the reconstructed structure reversibly returns to (11) structure in (11) region. At the potential between (11) and (11)-II regions, dips were observed in diffracted intensity originated from (11) structure. At this potential, a phase transition, which causes temporary disordering of Au(111) surface, may occur in double layer.