オーダーされた単一原始バイコンティニューアアーキテクチャの多孔ポリマーキューボソームとそのナトリウム-ヨウ素電池

科学分野:

• 材料科学
• ナノテクノロジー
• 電気化学

背景:

• 二連鎖の多孔質材料は,エネルギーと触媒の用途のために効率的な質量輸送を提供します.
• これらの材料を制御された構造で合成することは依然として大きな課題です.

研究 の 目的:

• オーダーされた単一プリミティブ (SP) の立方体構造を持つ二連続性多孔ポリマーを合成するための一般的な方法を開発する.
• これらの材料をナトリウム・ヨウ素電池に 適用することを検討する.

主な方法:

• ポリピロール (SP-PPy),ポリ-m-フェニレンダイアミン (SP-PmPD),ポリドパミン (SP-PDA) を合成するためのテンプレートとしてポリマーキューボソームを使用した.
• 合成されたSP-PPyの構造特性 (単位細胞,孔径,表面積) を特徴付けました.
• 電子化学試験,イオン拡散実験,理論的な計算を用いて,I2-adsorbed SP-PPyをNa-I2電池のカトド材料として研究した.

主要な成果:

• SP-PPy,SP-PmPD,SP-PDAを制御された立方体構造で合成しました.
• 合成されたSP-PPyは,単位細胞パラメータ99nm,孔径45nm,および特異表面積60m2/gを示した.
• SP-PPyは,Na-I2電池で高い比容量 (235 mA·h·g−1 at 0.5 C),優れた速度能力,およびサイクルの安定性 (1 Cで400サイクルの1サイクルあたり0.12%の衰退) を示した.

結論:

• ポリマーキューボソームテンプレートアプローチは,多様なトポロジーを持つ二連鎖の多孔ポリマーを作成するための一般的な経路を提供します.
• SP-PPyのユニークな構造とヨウ素吸収メカニズムは,Na-I2バッテリーでの優れた性能に貢献しています.
• この研究は,二連続材料のライブラリを拡張し,エネルギー貯蔵における多孔性ポリマーの新しいアプリケーションを提示します.