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離子液體在壓超級電容器電解質(zhì)中的應(yīng)用【默尼離子液體】

2025-02-19 13:49:33 sh默尼 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(guān)注，它利用無化石技術(shù)彌合了介電電容器和電池之間的差距?；谒娊赓|(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。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(zhì)。低離子電導(dǎo)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(jī)溶劑的電解質(zhì)是一種可能的補救措施，但這些電解質(zhì)不適合工作溫度超過50 °C的應(yīng)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(xué)的Patrik Johansson和瑞典呂勒奧理工大學(xué)的Faiz Ullah Shah團(tuán)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(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(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)作為不對稱超級EDLCs的電解質(zhì)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(zhì)，可以完全或部分取代下一代儲能設(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


默尼化工科技（上海）有限公司

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