世界需要高能量密度、低成本、环境友好、可持续电能存储系统应对未来的困难能量存储的便携式和灵活的尖端电子产品、(ESS)激励研究杂志上皇家学会开放科学亚博老虎机网登录。
研究:回顾π-conjugated聚合物基纳米复合材料对金属离子电池和超级电容器。图片来源:Fishman64 / Shutterstock.com
对能源的需求不断增加,化石燃料的消耗已经强调能源来自可再生能源的必要性。储能是一样重要的能源工业进步和人类福祉。
超级电容器和电池
目前消费者对便携式电子设备的主电源电池和超级电容器(scp)。锂离子电池(自由)和铅酸电池(实验室)都是完全商业化。这两个电池都有自己的缺点和优点。
因为危险和禁止使用的铅作为电极材料,以及铅酸电池的体积能量密度较低,他们不是一个可行的选择对未来可持续能源管理。
![从单体(a)图表的electro-polymerization poly-PNBTH-Boc PNBTH-Boc, (b)三电极electro-polymerization反应堆和(c)的照片在ITO电极[43]poly-PBNTH-Boc电影。](https://d12oja0ew7x0i8.cloudfront.net/images/news/ImageForNews_57278_16366295763052164.jpg)
(一)从单体PNBTH-Boc图表的electro-polymerization poly-PNBTH-Boc,(b)三电极electro-polymerization反应堆(c)的照片在ITO电极[43]poly-PBNTH-Boc电影。图像复制许可。图片来源:尤克里里琴,S。科学,et al,皇家学会开放亚博老虎机网登录
此外,由于他们非凡的性质,如低价格,相对较高的能量密度、高的比电容,电容的高保留,和提高,scp也有吸引力的和成熟的电化学能量储存系统。能量密度、功率密度、电容、循环寿命,和保质期是至关重要的标准任何电能系统的商业可行性,并进一步推动这些ESS的效率。
有机材料制作电极亚博网站下载
有机材料最近收到亚博网站下载了很多关注作为各种电极材料储能技术。有机聚合物等有显著的品质易于合成、生产成本低、重量轻、环境兼容性、可加工性和造型能力,等等。
利用共轭聚合物(π-CPs)储能应用各种有机聚合物中一路飙升。有趣的是,π-CPs提供数量的特质让他们呼吁储能应用,包括良好的导电性、成本效益、轻量级、和环境友好。
目前有很多评论的文献,说明有机材料的最新进展的活性电极材料储能应用程序。亚博网站下载他们当中的很多人专注于有机材料的应用和发展,金属氧化物和碳基材料作为能量储存的活性电极材料。亚博网站下载
![ZIBs t-CNTs-PA-PE阴极的电化学性能。(一)简历曲线;(b)肾小球囊性肾病曲线;(c)和(d)率的性能;(e)在10 g - 1[47]级循环性能。](https://d12oja0ew7x0i8.cloudfront.net/images/news/ImageForNews_57278_16366295878557556.jpg)
的电化学性能t-CNTs -巴勒斯坦权力机构- - - - - -体育在ZIBs阴极。(一个)简历曲线;(b)肾小球囊性肾病曲线;(c)和(d)率的性能;(e)循环性能10 g−1[47]。图像复制许可。图片来源:尤克里里琴,S。科学,et al,皇家学会开放亚博老虎机网登录
特殊类型的有机材料亚博网站下载
在这方面,研究广泛研究了有机材料的特殊类型,即π-CPs作为多功能ESS的电极材料,在当前分析,启发积极的进步和电极材料的创新。亚博网站下载
我们开始通过提供一个快速概述各种π-CPs,以及他们固有的基本特点与储能应用程序。此外,研究集中在合成π-CPs和各种合成技术的最新进展。
化学氧化聚合是双电子交换技术,它需要使用一个氧化剂氧化单体。Electro-polymerization是第二个最有利的氧化聚合后合成方法。
工作电极上的聚合发生外部电压时。在大多数情况下,合成发生在手套箱里面。ITO-coated幻灯片或者金色涂布玻璃,例如,受聘为electropolymerization工作电极。
利用共轭聚合物电池电极
与环境问题与内燃机的上升,以及可穿戴的突破和便携式电子产品、电化学储能电池正变得越来越受欢迎。
电池低成本、高功率密度、重量轻、安全性高、寿命长、高和环境友好等应用的需求电动车(电动车),便携式电子设备,和频率调节等。
电活性有机化学无机化合物有几个优点,包括轻量级和增加安全。此外,电活性有机化合物可以产生必要的结构和官能团,导致更多redox-active网站增加电解质离子交换在充电和放电。
![(一)水凝胶骨架的示意图,多孔网络和PEDOT聚苯胺。(b) SEM显微图冻干PEDOT / PANI的水凝胶在不同放大。答题纸的粗糙表面证据合成粒子的镶嵌在每个PEDOT表[13]。yabo214](https://d12oja0ew7x0i8.cloudfront.net/images/news/ImageForNews_57278_16366295977676423.jpg)
(一)水凝胶骨架的示意图,多孔网络和PEDOT聚苯胺。(b)SEM显微图冻干PEDOT / PANI的水凝胶在不同放大。答题纸的粗糙表面证据合成粒子的镶嵌在每个PEDOT表。yabo214图像复制许可。图片来源:尤克里里琴,S。科学,et al,皇家学会开放亚博老虎机网登录
π-CPs多才多艺的ESS,修改,和复合材料与纳米金属氧化物以及碳基材料确实被广泛用作电极材料。亚博网站下载
CPs高度重视材料和潜在候选人scp和mib亚博网站下载因为他们的灵活性,廉价的成本,环保自然,结构多样,并通过纳米结构易于衍生化工程。能力低,倾斜的高原,稳定性差的一些关键的缺点在存储设备使用π-CPs作为电极材料。
此外,非质子电解质π-CPs电极的击穿导致快速衰落在电池和SCP放电能力。到目前为止,各种解决方案克服这些障碍已发表文献中。这些包括盐π-CPs使用有机羰基化合物,建筑共价化合物π-CPs使用导电材料,利用非共价技术与纳米碳/金属氧化物复合材料。亚博网站下载
似乎由于孤对电子迁移率高,发现π-CPs,包括孤包括杂原子(如氧、氮、硫等),有很高的导电性和氧化还原活动,进一步提高ESS的能量和功率密度。
引用
尤克里里琴,S。,et al。(2021)。回顾π-conjugated聚合物基纳米复合材料对金属离子电池和超级电容器。发表:2021年10月20日。https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsos.210567
免责声明:这里的观点是作者表达他们的私人能力,不一定代表AZoM.com T /有限的观点AZoNetwork这个网站的所有者和经营者。这个声明的一部分条款和条件本网站的使用。