Nové elektrolyty pro moderní elektrochemické aplikace

Abstract

|{ové elektrolyty pro moderní elektrochemické aplikace RNDr. Jakub Reiter Metodou přímépolymerizace byla připravena řada aprotických polyrrerních gelových elektrolytů nabizi methakrylátů a optima|tzovánojejich složenítak, aby jejich dlouhodobé elektrochemické a mechanické vlastnosti umožnili použiti v moderních elektrochemických aplikacích. Byla vyvinuta nová metoda přípravy těchto látek pomocí tepelně nebo UV iniciované polynrerizace, které zaručujipřesně definované sloŽení vzniklého elektrolytu. Jde o temámi systémy polymer-aprotické rozpouštědlo-sůl, které jsou dlouhodobě stabilní a vykazující velmi dobrou iontovou vodivost (O,2 - 1 mS.cm-l při 20 oC) a vysokou elektrochemickou stabilitu (až4,2 V). Nová metoda přípravy rovněŽ umoŽnila pouŽití síťovacíchčinidel, což se projevuje jak zlepšenými mechanick1imi vlastnostmi, tak zvýšenou iontovou vodivostí. Iontové kapaliny na bázi l-methylimidazolu byly úspěšněpouŽity jako přídavek v polymerním elektrolýu pro zvýšeniiontovévodivosti v širokémrozsahu teplot a to při zachováni výbornéelektrochemické stability (4,2 - 4,J V). Připravené materiály byly charaktertzovány pomocí elektrochemických, optických i dalšíchmetod. ' Vzhledem k širokémupoužiti kompozitních elektrolýů a systémůna bázi polyrner- ukotvená kapalná fžne v palivových článcícha chemických sensorech...

1. Introduction Electrochemical and mechanical properties of polymer gel electrolýes have been intensively investigated since the introduction ofthe 1" generation of solid polyrrner electrolýes by M.Armand [1]. Their electrochemical application includes secondary lithium batteries, supercapacitors, chemical sensors and electrochromic devices. Wide application of the gel polyrner electrolytes is allowed due to the hrgher ionic conductivity compared with solid polyrner electrolýes and due to the higher safety properties in comparison with common liquid electrolytes. Organic methacrylate-based polymers are perspective materials for their low toxicity both of monomer and polymer forrn, when methyl methacrylate (MMA) is widely used in the dental praxis. Poly(methyl methacrylate) PMMA was used in electrochemistry for the frst time by Iijíma [2] and than either pure or in different polymer modifications including varlous copolymers [3, 4]. Aprotic solvents like sulpholane, organic carbonates, N,N- dimethylformamide, and formamide are usually incorporated in the polymer structure to form ternary electrolýe polymer-solvent-salt. PMMA polymer gel electrolytes with embedded particles of nanosized TiO2 [5], carbon [6] or proton-conductive membranes with different organic acids t7l oÍ orthophosphoric acid [8] were...