电化学界面原位和操作技术研究进展

在分子水平上理解复杂的化学相互作用和发生在异构电极-电解质界面上的定向转换对于开发高效稳定的能量转换/存储、电化学分离/纯化、电化学腐蚀减缓和电合成技术至关重要。近几十年来，先进和创新的表征方法已经发展起来，包括实验方法(如x射线、中子、核磁共振、力显微镜、光子和光光谱)和理论方法(如密度泛函理论计算、从头算分子动力学模拟和机器学习技术)。尽管取得了这些进展，但由于有限的横向空间和化学分辨率以及现实和理想实验室系统之间的差异，仍然阻碍了为电极-电解质界面上发生的特定事件建立一致的结构-功能相关性。

在理论预测和实验观察之间实现直接关联的根本挑战是，与可以纳入理论计算的有限复杂性相比，现实世界中电极-电解质界面上发生的无数相互交织的反应途径。这种相互交织的界面反应的复杂性阻碍了对各种关键过程的深入理解，如离子吸附/解吸，(去)溶剂化和电荷转移。通过简化界面的异质性和使用先进的单实体表征技术可视化单个组分的反应性来制备精确定义的电极-电解质界面是界面科学的一个新领域。需要对这一新兴的界面科学领域进行批判性的审查，以突出当前的最先进技术和未来的机会，并将吸引更广泛的科学界的关注。我们欢迎原创研究、回顾、迷你回顾和观点文章，主题包括但不限于:
•电池中的固体电解质间相演化
•燃料电池中膜电极组件的降解
关键金属分离和回收中的界面动力学
•电极-电解质界面的化学和电动力学
•晶粒结构和界面腐蚀
•电催化中的表面反应动力学，包括二氧化碳捕获
•光电化学系统中的电解质-电极界面

关键字:原位和operando光谱学和显微镜，电极-电解质界面，x射线和中子基光谱学，红外和拉曼光谱学，核磁共振光谱学

重要提示:所有对本研究主题的贡献必须在其所提交的章节和期刊的范围内，如其使命声明中所定义的那样。雷竞技rebat在同行评审的任何阶段，Frontiers保留将超出范围的稿件引导到更合适的章节或期刊的权利。