Low dimensional ionic liquids with high conductivities and breaking-up voltages

具有高电导率和击穿电压的低维离子液体

基本信息

批准号：
16350072
负责人：
HAGIWARA Rika
金额：
$ 9.09万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

Fluorohydrogenates of cyclic ammonium cations such as 1,3-dialkylimidazolium and N,N-dialkylpyrrolidinium, Cat(FH)_nF (n < 2.3), exhibit excellent stability without liberating HF at ambient condition. Oligo-fluorohydrogenate anions FHF^-, (FH)_2F^- and/or (FH)_3F^- co-exist in the salt changing the composition to give the corresponding n values. These anions exchange HF among them rapidly to give a single signal of ^1H- and ^<19>F-NMR even at -40℃. These salts possess low viscosities in the order of 10^0 to 10^1 cP and high ionic conductivities of 10^1 to 10^2 mS cm^<-1>. A phase diagram of l-ethyl-3-methylimidazolium fluorohydrogenates, EMIm(FH)_nF, has been constructed in the composition range of n= 1 to 2.6. The liquidus temperatures of lower than 25℃ are observed for the salts with n >1.3. Viscosity, conductivity and the results of PGSE-NMR studies characterize the fast ion conduction of these salts affected by the association of the ions in the salt. The cathode limit is the reduction of fluorohydrogenate ions to evolve hydrogen. The anode limit is the oxidation of the cation which shifts depending on the electrochemical stability of them. As a result, the electrochemical windows of these ionic liquids fall in the range of 3 to 5 volts. The applications of these fluorohydrogenates have been studied as the electrolytes of electrochemical devices such as dye-sensitized solar cells, electric double layer capacitors and fuel cells operating at intermediate temperatures (more than 100℃) without humidification.

环铵阳离子的氟氢化物，例如 1,3-二烷基咪唑鎓和 N,N-二烷基吡咯烷鎓，Cat(FH)_nF (n < 2.3)，在环境条件下表现出优异的稳定性，不会释放 HF。 )_2F^- 和/或 (FH)_3F^- 共存于盐中改变组成以给出相应的n值。即使在-40℃下，这些阴离子也能在它们之间快速交换HF以给出^ 1 H-和^ 19 F-NMR的单一信号。这些盐具有大约10的低粘度。 ^0 至 10^1 cP 和 10^1 至 10^2 mS cm^<-1> 的高离子电导率。 1-乙基-3-甲基咪唑氟氢化盐，EMIm(FH)_nF，已在n= 1 至2.6 的组成范围内构建，对于n > 1.3 的盐，观察到低于25℃的液相线温度。 PGSE-NMR 研究结果表征了这些盐的快离子传导受盐中离子缔合的影响。阳极极限是阳离子的氧化，其变化取决于它们的电化学稳定性，因此这些离子液体的电化学窗口落在3至5伏的范围内。这些氟氢化物的应用已被研究作为电化学装置的电解质，例如染料敏化太阳能电池、双电层电容器和在中间温度下运行的燃料电池（更多低于100℃），无需加湿。

项目成果

期刊论文数量（54）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

溶融塩 (molten salt) とイオン液体 (ionic liquid) の定義についての考察

熔盐和离子液体定义的讨论

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
溶融塩および高温化学第47巻、第3号
影响因子：
0
作者：
宇井幸一;上田幹人;萩原理加;水畑穣;宇井幸一
通讯作者：
宇井幸一

Crystal structures of frozen room temperature ionicliquids : l-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate (EMImBF_4), hexafluoroniobate (EMImNbF_6) and hexafluorotantalate (EMImTaF_6), determined by low-temperature X-ray dffraction

冷冻室温离子液体的晶体结构：1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐 (EMImBF_4)、六氟铌酸盐 (EMImNbF_6) 和六氟钽酸盐 (EMImTaF_6)，通过低温 X 射线衍射测定

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Solid State Sci. 8, No.10
影响因子：
0
作者：
N. Serizawa;N. Tachikawa;Y. Katayama;T. Miura;須崎文代・内田青蔵;Y.Ouchi;Kazuhiko Matsumoto
通讯作者：
Kazuhiko Matsumoto

A new room temperature ionic liquid of oxyfluorometallate anion : 1-ethyl-3-methylimidazolium oxypentafluorotungstate (EMImWOF_6>)

一种新型含氧氟金属酸根阴离子室温离子液体：1-乙基-3-甲基咪唑氧五氟钨酸盐(EMImWOF_6>)