Mass and Charge Transport in the Polymer-Ionic-Liquid System PEO-EMImI: From Ionic-Liquid-in-Polymer to Polymer-in-Ionic-Liquid Electrolytes.
Mass and Charge Transport in the Polymer-Ionic-Liquid System PEO-EMImI: From Ionic-Liquid-in-Polymer to Polymer-in-Ionic-Liquid Electrolytes.
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聚合物离子液体体系中的质量和电荷传输 PEO-EMIml：从聚合物中的离子液体到离子液体中的聚合物电解质
DOI：
10.1021/acs.jpcb.5b01113
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发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
N.A. Stolwijk
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
J. Kösters;M. Schönhoff;N.A. Stolwijk
基于无机盐的常规聚合物电解质通常在小的贫盐组成范围内表征和使用，因为在高盐浓度下伴随有离子电导率损失的相变。相比之下，精心选择的聚合物-离子液体（IL）系统提供了从IL-in-聚合物到IL-in-聚合物结构域改变IL含量的可能性。我们研究了由聚环氧乙烷与碘化1-乙基-3-甲基咪唑组成的PEOyEMIm I体系在y = EO/IL比为0.6 ~ 60时随温度变化的离子电导率，并将扩散系数数据与EMIm的1H脉冲场梯度核磁共振和碘的125 I放射性示踪扩散数据进行了比较。令人惊讶的是，阳离子和阴离子的扩散率在整个组成范围内在固定温度下变化最多50%。电荷扩散率D σ的大得多的变化与在中间组成y = 10附近表现出最小值的离子配对有关。总而言之，这些结果与染料敏化太阳能电池的应用有关，并表明高离子密度对提高碘传输能力至关重要。
Conventional polymer electrolytes based on inorganic salts are commonly characterized and utilized over a small salt-poor composition range because of phase transitions accompanied by loss of ion conductivity at high salt concentrations. By contrast, well-chosen polymer–ionic-liquid (IL) systems offer the possibility to vary the IL content from the IL-in-polymer to the polymer-in-IL domain. We have investigated the temperature-dependent ionic conductivity in PEOyEMImI systems consisting of poly(ethylene oxide) complexed with 1-ethyl-3-methylimidazolium iodide fory= EO/IL ratios ranging from 0.6 to 60 and compared diffusivity data with that arising from1H pulsed-field-gradient nuclear magnetic resonance for EMIm and125I radiotracer diffusion for iodine. Surprisingly, the diffusivity of cations and anions vary at most by 50% at fixed temperatures over the entire composition range. The much larger changes in the charge diffusivityDσrelate to ion pairing exhibiting a minimum near the intermediate compositiony= 10. Altogether, the results are relevant to application in dye-sensitized solar cells and show that a high ion density is crucial to enhance the iodine transport capacity.
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