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離子液體在壓超級電容器電解質中的應用【默尼離子液體】

2025-02-19 13:49:33 sh默尼 9

離子液體(ILs)具有蒸氣壓低、沸點高、液相范圍寬、合成具有多樣性和環(huán)保等優(yōu)勢。但是，并不是所有離子液體都是綠色的，常見的氟化陰離子離子液體合成過程繁瑣，而且會釋放出有害的氫氟酸(HF)和其它氟化物，對周圍環(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注，它利用無化石技術彌合了介電電容器和電池之間的差距。基于水電解質的傳統(tǒng)EDLCs具有相當窄的電化學穩(wěn)定窗口(ESWs)，這限制了其能量密度。而ESWs較寬的有機電解質則具有毒性、易燃性和腐蝕性等缺點。離子液體的ESWs更寬，有研究證明它能夠替代這些有缺陷的電解質。低離子電導率和高粘度可能會限制基于IL的EDLCs在環(huán)境溫度下的功率性能。制造基于混合IL/有機溶劑的電解質是一種可能的補救措施，但這些電解質不適合工作溫度超過50 °C的應用。另一種方法是利用高溫來提高電離度。
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基于此，來自瑞典查爾姆斯理工大學的Patrik Johansson和瑞典呂勒奧理工大學的Faiz Ullah Shah團隊深入研究了不同陽離子（吡咯烷鎓、咪唑鎓和鏻基）的糖酸鹽(Sac)基離子液體的物化性質和電化學性質，并選定一種IL作為電解質探究其在電化學EDLCs中應用。
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首先，研究者制備了四種無氟Sac基ILs。無氟離子液體是在環(huán)境溫度下使用水作為溶劑，通過簡單復分解反應制備的。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和電化學性能。(P4444)(Sac)作為不對稱超級EDLCs的電解質表現(xiàn)出更高效的電荷儲存性能。使用無氟和更環(huán)保的離子液體也有可能作為SC電解質，可以完全或部分取代下一代儲能設備中更受歡迎的含氟離子液體和電解質。

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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


默尼化工科技（上海）有限公司

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