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dc.contributor.author
Cabello Charbonnier, Federico Manuel

dc.contributor.author
Horwitz, Gabriela

dc.contributor.author
Tartaglione, Aureliano

dc.contributor.author
Schulz, Michael
dc.contributor.author
Marín, Julio Héctor

dc.contributor.author
Rozenblit, Abigail

dc.contributor.author
Trejo Urdaneta, Mario Augusto

dc.contributor.author
Bellora, Marina Soledad

dc.contributor.author
Viva, Federico Andrés

dc.contributor.author
Corti, Horacio Roberto

dc.date.available
2025-07-18T11:04:45Z
dc.date.issued
2024-09
dc.identifier.citation
Cabello Charbonnier, Federico Manuel; Horwitz, Gabriela; Tartaglione, Aureliano; Schulz, Michael; Marín, Julio Héctor; et al.; Wettability, imbibition and interdiffusion of lithium-based water-in-salt electrolytes in nanoporous carbon in relation to energy storage: A neutron radiography study; Pergamon-Elsevier Science Ltd; Carbon; 228; 9-2024; 1-9
dc.identifier.issn
0008-6223
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/11336/266521
dc.description.abstract
Superconcentrated lithium salt electrolytes, or lithium-based Water-in-Salt (WiS) electrolytes emerge as alternative electrolytes in supercapacitors and advanced batteries, such as the Li–O2 ones, especially when combined with a mesoporous carbon with very high surface area. In this work, we analyze the wettability, imbibition, and diffusivity of very concentrated lithium salts in a bimodal mesoporous carbon with pores of 5 nm and 25 nm in diameter. For the first time a neutron radiography technique is used to determine the imbibition and interdiffusion of lithium salts in mesoporous carbon. We found that a 20 m LiTFSI aqueous solution wets the surface of graphite and mesoporous carbon better than water. As a consequence, this WiS electrolyte is embedded rather fast in the mesoporous carbon by the action of capillary forces, exhibiting an intrinsic permeability K = (1.16 ± 0.03).10−18 m2. Finally, by resorting to the different cross-section of the 6Li and 7Li isotopes for the neutron capture, we could analyze the diffusion of LiCl in D2O confined in the mesoporous carbon. The interdiffusion coefficient of the confined LiCl is 5.0 10−7 cm2 s−1, corresponding to a tortuosity coefficient τ = 1.32. This moderate confinement effect results from the strong ion association of the LiCl that precludes the electrostatic interactions of Li+ ions with the negative charge on the pore walls. In summary, the combined properties of the lithium-based WiS electrolytes and the mesoporous carbon allow us to glimpse their use in supercapacitors and Li–O2 batteries.
dc.format
application/pdf
dc.language.iso
eng
dc.publisher
Pergamon-Elsevier Science Ltd

dc.rights
info:eu-repo/semantics/restrictedAccess
dc.rights.uri
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.subject
Mesoporous carbon
dc.subject
Water-in-Salt
dc.subject
Wettability
dc.subject
Imbibition
dc.subject
Lithium
dc.subject
Diffusion
dc.subject.classification
Físico-Química, Ciencia de los Polímeros, Electroquímica

dc.subject.classification
Ciencias Químicas

dc.subject.classification
CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS

dc.title
Wettability, imbibition and interdiffusion of lithium-based water-in-salt electrolytes in nanoporous carbon in relation to energy storage: A neutron radiography study
dc.type
info:eu-repo/semantics/article
dc.type
info:ar-repo/semantics/artículo
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.date.updated
2025-07-16T14:10:38Z
dc.journal.volume
228
dc.journal.pagination
1-9
dc.journal.pais
Estados Unidos

dc.description.fil
Fil: Cabello Charbonnier, Federico Manuel. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área Investigaciones y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia Física (CAC). Departamento de Física de la Materia Condensada; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Constituyentes | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Constituyentes; Argentina
dc.description.fil
Fil: Horwitz, Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Constituyentes | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Constituyentes; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área Investigaciones y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia Física (CAC). Departamento de Física de la Materia Condensada; Argentina
dc.description.fil
Fil: Tartaglione, Aureliano. Technische Universitat Munchen. Forschungs-neutronenquelle Heinz Maier-leibnitz (frm Ii); Alemania. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
dc.description.fil
Fil: Schulz, Michael. Technische Universitat Munchen. Forschungs-neutronenquelle Heinz Maier-leibnitz (frm Ii); Alemania
dc.description.fil
Fil: Marín, Julio Héctor. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina
dc.description.fil
Fil: Rozenblit, Abigail. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
dc.description.fil
Fil: Trejo Urdaneta, Mario Augusto. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área Investigaciones y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia Física (CAC). Departamento de Física de la Materia Condensada; Argentina
dc.description.fil
Fil: Bellora, Marina Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área Investigaciones y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia Física (CAC). Departamento de Física de la Materia Condensada; Argentina
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Fil: Viva, Federico Andrés. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área Investigaciones y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia Física (CAC). Departamento de Física de la Materia Condensada; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
dc.description.fil
Fil: Corti, Horacio Roberto. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área Investigaciones y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia Física (CAC). Departamento de Física de la Materia Condensada; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Constituyentes | Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - Nodo Constituyentes; Argentina
dc.journal.title
Carbon

dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0008622324005116
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/http://dx.doi.org/10.1016/j.carbon.2024.119292
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