Recenti sviluppi nello stoccaggio elettrochimico dell’energia, si è verificato un ritrovato interesse per gli elettroliti acquosi; l’avvento di sistemi non convenzionali e lo sviluppo di nanostrutture e/o materiali ibridi, richiede una attenta analisi dei processi di carica. Questo problema è stato affrontato con un ossido di manganese e sodio (Na₄Mn₉O₁₈, NMO) come materiale elettrodico operante in ambiente acquoso.Il processo di carica è stato esaminato con la voltammetria ciclica in un ampio intervallo di velocità di polarizzazione (ν) e le misure di impedenza analizzate con l’uso di un circuito equivalente per modellizzare la risposta dell’elettrodo.

La voltammetria mostra che con l’aumento di ν, il processo di carica è definito da un sistema all’equilibrio per ν≤0.1 mVs^–1 mentre il processo è a regime di diffusione controllata sovrapposto alla carica capacitativi per ν≥0.2 mVs^–1; per velocità più elevate (ν>2 mVs^–1) si verifica un trasporto controllo ohmico misto. L’analisi dell’impedenza permette di discriminare il carattere variabile dello stoccaggio della carica, rivelando la dominanza della bassa frequenza dell’inserimento faradico e il contributo crescente della carica pseudocapacitativa e carica del doppio strato ad alta frequenza. Abbiamo verificato che la deconvoluzione della frequenza dei meccanismi di carica ottenuti da questa analisi è in accordo con l’analisi CV. Per ulteriori chiarimenti in particolare sull’analisi di cui sopra, e come aspetto rilevante del comportamento NMO in generale, abbiamo valutato il coefficiente di diffusione chimica dello ione Na in funzione del potenziale.