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離子液體在壓超級(jí)電容器電解質(zhì)中的應(yīng)用【默尼離子液體】

2025-02-19 13:49:33 sh默尼 41

離子液體(ILs)具有蒸氣壓低、沸點(diǎn)高、液相范圍寬、合成具有多樣性和環(huán)保等優(yōu)勢(shì)。但是,并不是所有離子液體都是綠色的,常見(jiàn)的氟化陰離子離子液體合成過(guò)程繁瑣,而且會(huì)釋放出有害的氫氟酸(HF)和其它氟化物,對(duì)周圍環(huán)境造成污染。


雙電層電容器(EDLCs)因其電力輸送能力而受到關(guān)注,它利用無(wú)化石技術(shù)彌合了介電電容器和電池之間的差距。基于水電解質(zhì)的傳統(tǒng)EDLCs具有相當(dāng)窄的電化學(xué)穩(wěn)定窗口(ESWs),這限制了其能量密度。而ESWs較寬的有機(jī)電解質(zhì)則具有毒性、易燃性和腐蝕性等缺點(diǎn)。離子液體ESWs更寬,有研究證明它能夠替代這些有缺陷的電解質(zhì)。低離子電導(dǎo)率和高粘度可能會(huì)限制基于ILEDLCs在環(huán)境溫度下的功率性能。制造基于混合IL/有機(jī)溶劑的電解質(zhì)是一種可能的補(bǔ)救措施,但這些電解質(zhì)不適合工作溫度超過(guò)50 °C的應(yīng)用。另一種方法是利用高溫來(lái)提高電離度
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基于此,來(lái)自瑞典查爾姆斯理工大學(xué)Patrik Johansson瑞典呂勒奧理工大學(xué)Faiz Ullah Shah團(tuán)隊(duì)深入研究了不同陽(yáng)離子(吡咯烷鎓、咪唑鎓和鏻基)的糖酸鹽(Sac)離子液體的物化性質(zhì)和電化學(xué)性質(zhì),并選定一種IL作為電解質(zhì)探究其在電化學(xué)EDLCs中應(yīng)用。
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首先,研究者制備了四種無(wú)氟SacILs。無(wú)氟離子液體是在環(huán)境溫度下使用水作為溶劑,通過(guò)簡(jiǎn)單復(fù)分解反應(yīng)制備的。所得的(MBPyrr)(Sac)在環(huán)境溫度下是固體狀態(tài),而(P4444)(Sac)(MBIm)(Sac)(MMBIm)(Sac)是室溫離子液體(RTILs)。這些非氟化離子液體更環(huán)保、更具成本效益,易于從現(xiàn)成的前體合成,而且具有更好的生物降解性。

       該研究提出的四種離子液體中,(P4444)(Sac)具有更好的物化性質(zhì)和電化學(xué)性能。(P4444)(Sac)作為不對(duì)稱超級(jí)EDLCs的電解質(zhì)表現(xiàn)出更高效的電荷儲(chǔ)存性能。使用無(wú)氟和更環(huán)保的離子液體也有可能作為SC電解質(zhì),可以完全或部分取代下一代儲(chǔ)能設(shè)備中更受歡迎的含氟離子液體和電解質(zhì)。

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原文鏈接:

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.4c06290

原文作者:

Mukhtiar Ahmed, Gaurav Tatrari, Patrik Johansson, and Faiz Ullah Shah

DOI: 10.1021/acssuschemeng.4c06290


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