Highly soluble viologen-PEG conjugates for aqueous organic redox flow batteries
Notice bibliographique
Résumé
Aqueous organic redox flow batteries (AORFBs) are a promising solution for the large-scale storage of renewable energy. These systems store electricity via electrochemically active organic molecules in an aqueous solvent, which offers superior safety and renewability compared to organic solvents. Furthermore, AORFBs provide a cost-effective alternative to aqueous vanadium-based redox flow batteries. However, designing molecules with adequate electrochemical properties that are also soluble in water and stable during long-term cycling remains a challenge. In this study, we investigate the impact of PEGylation as a potential solution to address these issues. A simple and efficient synthetic approach was used to prepare PEG-containing viologens, with different chain lengths, counterions and symmetries. Their physical and electrochemical properties, including solubility, viscosity, redox potential and heterogeneous electron transfer rate constant, were studied. The results demonstrate that PEG chains enhance solubility in water, and that the chloride counterion increases solubility by 25% compared to the tosylate counterion. None of the studied modifications had a significant impact on the electrochemical properties, demonstrating the usefulness of N-substitution in tuning the solubility without compromising the use of the viologens as negolytes. Although asymmetric derivatives yielded higher solubilities (up to 2.7 M), the most stable organic negolyte under cycling conditions at high concentration (1 M) was a symmetric viologen containing two PEG units (12 days with 0.29% of capacity loss per day). Therefore, the PEGylation of organic molecules represents a valuable approach to improving the aqueous solubility of electrolytes for use in aqueous organic redox flow batteries.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».