Notice bibliographique
Résumé
The 21st century has been marked by an exponential increase in new and interconnected technologies and an awareness of the pressing need to decarbonize our energy supply. As a consequence, the demand for higher performing, versatile and environmentally benign energy storage has skyrocketed. Organic electrode materials are attractive candidates to address these needs because they are inexpensive, abundant, adaptable to different form factors, and their properties can be tuned at the molecular level by synthetic modification. Organic energy storage research has experienced a resurgence in the last decade, however many challenges must be overcome to achieve commercialization. In this thesis, I present the design of new organic polymers for energy storage systems that address specific challenges of organic electrodes. In Chapters 2 and 3, I leverage the advantageous properties of pyrene, namely surface area, electron transport and stability, to design conjugated polymers for supercapacitors and lithium-ion batteries. Chapter 2 explores a pyrene-fused thienopyrazine polymer as an n-type supercapacitor electrode. The extended conjugation afforded by pyrene results in good cycling stability relative to literature examples, and the material design provides a platform for further improvements in stability. In Chapter 3, I design a pyrene-fused azaacene polymer anode and investigate its mechanism of superlithiation and activation. I demonstrate the highest capacity for a linear polymer anode to date, attributed to high stability and extended conjugation. Analysis of the cycled electrodes indicates a deformation-based mechanism of activation, whereby cycling results in increased order and sp2 character within the electrode. Importantly, the electrodes maintain their high capacity across a ten-fold increase in rate, suggesting that high capacity superlithiation anodes will be achievable at practical rates. In Chapter 4, I describe synthetic strategies to develop norbornene-based pendant polymers for lithium-ion batteries. The chapter is divided into two sections, that each detail multiple generations of polymers that leverage the versatility of norbornene to achieve high capacity, high voltage or high rate capability. Synthetic design and future applications are discussed in detail. Lastly, Chapter 5 summarizes potential extensions of the above projects and provides an overview of the remaining challenges in the organic energy storage field.
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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) | 0,000 | 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 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».