Direct observation of Au(111) electrode surface structure in bis(trifluoromethylsulfonyl)amide-based ionic liquids using surface X-ray scattering

表面X線散乱法を用いたイオン液体中でのAu(111)電極表面のその場構造解析

田村 和久   ; 宮口 真一郎*; 阪上 潔*; 西畑 保雄; 水木 純一郎

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

イオン液体を電解質としたリチウムイオン電池,燃料電池は、従来の電池よりも優れた動作性能や安全性能と持つことから、その実用化が期待されている。一方で、充放電特性を支配する要素の1つである電極/イオン液体界面の構造やその振る舞いは未だ十分に解明されたとは言えない。そこで、本研究では、その場表面構造解析が可能な表面X線散乱法を用い、1-Butyl-1-methylpyrrolidinium bis(trifluoromethylsulfonyl)amide ([BMP]TFSA)及び1-Butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)amide ([BMIM]TFSA)中におけるAu(111)単結晶電極表面構造の電位依存性及びカチオン種依存性を明らかにした。

The surface structure of Au(111) electrodes in hydrophobic ionic liquids, 1-butyl-1-methylpyrrolidinium bis (trifluoromethylsulfonyl)amide ([BMP]TFSA) and 1-butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)amide ([BMIM]TFSA) was investigated using surface X-ray scattering. In both [BMP]TFSA and [BMIM]TFSA, the reconstruction of the surface structure was observed and the phase transition between the (11) and the reconstructed structure was found to be reversible. On the other hand, the area of the reconstructed structure in [BMP]TFSA was larger than that in [BMIM]TFSA. These differences suggest that the [BMIM]-Au interaction is stronger than the [BMP]-Au interaction.