离子液体在压超级电容器电解质中的应用【默尼离子液体】

2025-02-19 13:49:33 sh默尼 9

离子液体(ILs)具有蒸气压低、沸点高、液相范围宽、合成具有多样性和环保等优势。但是，并不是所有离子液体都是绿色的，常见的氟化阴离子离子液体合成过程繁琐，而且会释放出有害的氢氟酸(HF)和其它氟化物，对周围环境造成污染。


双电层电容器(EDLCs)因其电力输送能力而受到关注，它利用无化石技术弥合了介电电容器和电池之间的差距。基于水电解质的传统EDLCs具有相当窄的电化学稳定窗口(ESWs)，这限制了其能量密度。而ESWs较宽的有机电解质则具有毒性、易燃性和腐蚀性等缺点。离子液体的ESWs更宽，有研究证明它能够替代这些有缺陷的电解质。低离子电导率和高粘度可能会限制基于IL的EDLCs在环境温度下的功率性能。制造基于混合IL/有机溶剂的电解质是一种可能的补救措施，但这些电解质不适合工作温度超过50 °C的应用。另一种方法是利用高温来提高电离度。
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基于此，来自瑞典查尔姆斯理工大学的Patrik Johansson和瑞典吕勒奥理工大学的Faiz Ullah Shah团队深入研究了不同阳离子（吡咯烷鎓、咪唑鎓和鏻基）的糖酸盐(Sac)基离子液体的物化性质和电化学性质，并选定一种IL作为电解质探究其在电化学EDLCs中应用。
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首先，研究者制备了四种无氟Sac基ILs。无氟离子液体是在环境温度下使用水作为溶剂，通过简单复分解反应制备的。所得的(MBPyrr)(Sac)在环境温度下是固体状态，而(P4444)(Sac)、(MBIm)(Sac)、(MMBIm)(Sac)是室温离子液体(RTILs)。这些非氟化离子液体更环保、更具成本效益，易于从现成的前体合成，而且具有更好的生物降解性。

       该研究提出的四种离子液体中，(P4444)(Sac)具有更好的物化性质和电化学性能。(P4444)(Sac)作为不对称超级EDLCs的电解质表现出更高效的电荷储存性能。使用无氟和更环保的离子液体也有可能作为SC电解质，可以完全或部分取代下一代储能设备中更受欢迎的含氟离子液体和电解质。

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原文链接：

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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