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Enregistrement W2265770093 · doi:10.1149/ma2014-01/24/1055

Effect of Cation on Proton Conductivity of a Non-fluorinated Ionic Liquid

2014· article· en· W2265770093 sur OpenAlexaff
Sanaz Ketabi, Blair Decker, Keryn Lian

Notice bibliographique

RevueECS Meeting Abstracts · 2014
Typearticle
Langueen
DomaineChemical Engineering
ThématiqueIonic liquids properties and applications
Établissements canadiensUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésIonic liquidElectrolyteConductivityPropylene carbonatePolyoxometalateDielectric spectroscopyElectrochemistryPseudocapacitanceInorganic chemistryCationic polymerizationChemistryIonic conductivityMaterials scienceMethanolSupercapacitorElectrodeCatalysisPolymer chemistryOrganic chemistryPhysical chemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

1-Ethyl-3-methyl imidazolium hydrogensulfate (EMIHSO4), a non-fluorinated IL, was studied both as liquid and polymer electrolytes for electrochemical capacitors [1]. While EMIHSO4exhibited a reasonable ionic conductivity, improvement in proton conductivity is possible by altering the structure of the cation, which warrants further investigation. The objectives of this study are twofold: to investigate the effect of cationic functional groups on the properties of the IL; and to select and characterize the IL system with optimum proton conductivity. The electrolytes were prepared using ILs with different cations, namely 1-ethyl-3-methyl imidazolium hydrogensulfate (EMIHSO4), 1-methylimidazolium hydrogensulfate (MIHSO4), and imidazolium hydrogensulfate (ImHSO4) in methanol solutions. For comparison, a solution of EMIHSO4 with propylene carbonate (PC), an aprotic solvent, was prepared with the same concentration as those in methanol-based electrolytes. To demonstrate the proton conductivity of the electrolytes, standard two-electrode cells were assembled utilizing pseudocapacitive electrodes such as RuO2and nanocarbon/polyoxometalate (POMs) composites [2].The cell performance were characterized using cyclic voltammtery (CV) and ac impedance spectroscopy. RuO2 exhibits pseudocapacitance via a coupled proton–electron transfer in a protic electrolyte. Figure 1 shows the CV profiles of the RuO2-based cells in all electrolytes. The ImHSO4 and MIHSO4-based cells demonstrated similar CVs and the highest capacitance performance. Their higher capacitance compared to EMIHSO4-based cell indicates the higher proton conductivity of ImHSO4 and MIHSO4, which can contribute to the electrochemical reactions of RuO2 electrodes. Due to the role of solvent on proton dissociation, the cell performance was superior using EMIHSO4/MeOH electrolytes than that for EMIHSO4/PC. The proton conductivity of PILs was further examined on a carbon/POM electrode and compared to the bare carbon electrodes. POMs involve fast and reversible multielectron transfer reactions in proton containing electrolytes. For a better comparison, the respective carbon/POM cells were also tested in 0.5M H2SO4. The electrochemical performance of the carbon/POM-based cells in the PIL electrolytes followed a similar trend as those for RuO2-based electrolytes. Figure 2 (a) shows the CV profiles of the carbon/POM-based cells and the bare carbon in ImHSO4/MeOH electrolyte. The increased capacitance of the carbon/POM cell over that for the bare carbon implies the proton conducting characteristic of ImHSO4 electrolyte which participates in the redox reaction of the POM. Figure 2 (b) presents the capacitance ratio of the carbon/POM cells in the respective PILs to H2SO4 electrolyte. ImHSO4-based cells showed the highest capacitance ratio followed by MIHSO4 and EMIHSO4in both MeOH and PC solutions. Imidazoles consist of two nitrogen sites, and their protonated and unprotonated nitrogen functions may act as proton donor and acceptor in proton transfer reactions. As the nitrogen sites decrease in MI and EMI cations, the contribution from proton conduction becomes smaller. More details on optimizing the proton conductivity of these PILs for room temperature applications, especially polymer electrolytes will be presented. References: [1] S. Ketabi, Z. Le, and K. Lian, Electrochemical and Solid-State Letters, 15 (2), A19, 2012. [2] G. Bajwa, M. Genovese, and K. Lian, ECS Journal of Solid State Science and Technology, 2 (10), M3046, 2013. Figure 1. CVs of RuO2 cells in ImHSO4, MIHSO4, EMIHSO4 methanol-based, and EMIHSO4/PC electrolytes at a scan rate of 100 mV/s Figure 2. (a) CVs of carbon/POM and bare carbon cells in ImHSO4/MeOH; (b) capacitance ratio of carbon/POM cells in respective PILs to H2SO4 electrolyte (all tests at a scan rate of 100 mV/s)

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,003

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,001
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,009
Tête enseignante GPT0,250
Écart entre enseignants0,240 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2014
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