華盛頓大學的曹國忠教授等人使用實驗室臺式XAFS研究了三種不同的類型導電聚合物(Vö-V₂O₅/PANI, Vö-V₂O₅/PEDOT和Vö-V₂O₅/PPy)包裹的V₂O₅納米纖維在聚合過程中在界面處生成ö的情況（圖3 a-f）。這些表面的Vö會形成個局部的電場，促進Vö-V₂O₅/PPy納米微粒的電荷轉移動力學，且伴生的V⁴⁺和V³⁺還可以催化氧化還原反應，顯著地提高超電容器的整體性能。通過對三種不同CP涂層的異同進行了比較和討論發現，Vö在CP中的分布取決于其聚合條件和包覆厚度。另外，研究人員將XAFS和XPS技術有機結合起來，全面的闡述了Vö在表面層和體中的存在及其對電化學的影響，這種改善的電材料的電荷轉移動力學有望用于下代儲能系統中。

圖1. (a-c) 使用臺式XAFS譜儀得到的Vö-V₂O₅/PANI, Vö-V₂O₅/PEDOT和Vö-V₂O₅/PPy中V元素的XANES譜圖對比；（d）Vö-V₂O₅/PANI的SEM圖像及XANES；（e）KVOH和VOH的XRD和V元素的XANES譜圖對比；（f）使用XPS和XANES表征Vö-V₂O₅/PEDOT計算的得到的V₂O₅中氧空位的含量對比；（g-j）使用臺式XAFS譜儀得到的V箔片的EXAFS譜圖及其R和k空間變換譜圖

    這種可以在不改變鋰電池包結構或使用與快速充電應用相關的時間分辨技術下進行原位分析的技術，可以用來評估些模型系統的充放電和健康狀態。與傳統同步加速器相比反饋速度更快，如帶有多價電荷載體的電池或負離子氧化還原機制，在這些模型中電荷轉移位點通常是不明確的。作為未來的發展方向, 基于實驗室的XAFS研究模式可以作為電池退化機制研究的個有用研究模型（其通常需要頻繁和長期的XAFS分析和監測），加速新材料的發現和LIBs的操作模式的改進。

參考文獻：

[1] Tailoring Energy and Power Density through Controlling the Concentration of Oxygen Vacancies in V₂O₅/PEDOT Nanocable Based Supercapacitors. ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 16647−16655.

[2]V₂O₅–Conductive polymer nanocables with builtin local electric field derived from interfacial oxygen vacancies for high energy density supercapacitors. J. Mater. Chem. A, 2019, 7, 17966.

• 臺式X射線吸收精細結構譜儀

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