含茂金属侧基导电聚合物的电化学储能研究

基本信息
批准号:21403119
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:彭创
学科分类:
依托单位:武汉大学
批准年份:2014
结题年份:2017
起止时间:2015-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:fow kam loon,peter summers,刘小娟,赵海涛,史楷岐
关键词:
茂金属侧基电化学行为能源材料导电聚合物
结项摘要

This project aims to study the application of a conducting polymer with a ferrocene pendant group in electrochemical energy storage. The pendant group and the polymer chain exhibit battery and supercapacitor characteristics, offering one electron transfer reversible redox chemistry and fast pseudocapacitive behaviour respectively. The former is featured with a high current density and the latter offers good conductivity and fast charging-discharging properties. Therefore, high energy and power performances are expected to be integrated at molecular level in these electrodes. The research activities of this project will include preparation and electrochemical characterisation of the aforementioned electrodes, as well as fabrication and charge-discharge test of symmetrical and asymmetrical two-electrode devices. With the development of organic synthesis, numerous novel conducting polymers with redox active pendant groups will emerge rapidly. The research outcomes of project will serve as a theoretical basis for the application of this group of materials in electrochemical energy storage. Moreover, the electrochemistry of conducting polymer in ferrocene containing electrolyte will be compared with the aforementioned electrode, so as to understand the different behaviours of the same redox species immobilised at the electrode or dissolved in the solution.

本项目研究一种含二茂铁侧基的导电聚合物应用于电化学储能电极材料的特殊性能,该材料的侧基与主链分别具有电池与电容的性质,两者分别提供单电子转移的可逆氧化还原反应和快速的掺杂型准电容氧化还原反应,前者具有较高的电流密度,后者导电性好、适合快速充放电,因此有望实现高能量密度与高功率密度在分子层面的统一。本项目是对该材料的电极制备、电化学行为、储能器件的构建以及性能参数的基础研究,随着有机合成技术的发展这一类型材料将被大量开发和生产,本项目的前瞻性研究成果将为该材料在电化学储能领域的应用奠定扎实的理论基础并提供科学的指导。另外二茂铁溶液的电化学行为将与该电极进行比较研究,从而对处在电极上和溶液中的同一氧化还原电对的电极过程的差别获得一些新的认识。

项目摘要

本项目围绕含二茂铁侧基的导电聚合物的特殊电化学行为,开展制备、表征与性能研究。发展了含二茂铁的噻吩单体制备路线和电化学聚合方法。系统研究了电极材料多电子转移的电化学行为和充放电特性,结果表明该电极同时具有电池与电容的性质,分别来源于二茂铁侧基和导电聚合物主链各自的电子转移。分别构建了该材料的对称型超级电容器和以其为负极,活性炭电极为正极且电解液含对苯二酚的非对称超级电容器,二者在能量和功率密度上均有提高,非对称型超级电容器的性能提升更为明显。相关研究成果发表在Journal of Power Sources、Journal of The Electrochemical Society、Scientific Reports、ChemSusChem等学术期刊,共发表SCI论文5篇。项目培养博士生3名、硕士生2名。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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