Antifreezing Proton Zwitterionic Hydrogel Electrolyte via Ionic Hopping and Grotthuss Transport Mechanism toward Solid Supercapacitor Working at −50 °C

电解质 材料科学 超级电容器 机制(生物学) 质子 化学工程 离子键合 质子输运 快离子导体 纳米技术 化学 电化学 电极 离子 有机化学 物理化学 物理 量子力学 工程类
作者
Weigang Sun,Zhen Xu,Congde Qiao,Bingxi Lv,Ligang Gai,Xingxiang Ji,Haihui Jiang,Libin Liu
出处
期刊:Advanced Science [Wiley]
卷期号:9 (27): e2201679-e2201679 被引量:120
标识
DOI:10.1002/advs.202201679
摘要

Abstract Hydrogel electrolyte is widely used in solid energy storage devices because of its high ionic conductivity, environmental friendliness, and non‐leakage property. However, hydrogel electrolyte is not resistant to freezing. Here, a high proton conductive zwitterionic hydrogel electrolyte with super conductivity of 1.51 mS cm –1 at −50 °C is fabricated by random copolymerization of acrylamide and zwitterionic monomer in the presence of 1 m H 2 SO 4 and ethylene glycol (EG). The antifreezing performance and low temperature conductivity are ascribed to hydrogen bonds and ionic bonds between the components and water molecules in the system and can be tuned by changing the monomer ratio and EG contents. The proton hopping migration on the ionic group of the polymer chains and Grotthuss proton transport mechanism are responsible for the high proton conductivity while Grotthuss transport is dominated at the glassy state of the polymer chains. The electrolyte‐assembled supercapacitor (SC) offers high specific capacitance of 93.5 F g –1 at 25 °C and 62.0 F g –1 at −50 °C with a capacitance retention of 91.1% and 81.5% after 10 000 cycles, respectively. The SC can even work at −70 °C. The electrolyte outperforms most reported antifreezing hydrogel electrolytes and has high potential in low‐temperature devices.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
软糖完成签到 ,获得积分10
刚刚
龙行天下发布了新的文献求助10
刚刚
风风风完成签到,获得积分20
1秒前
TOMMY233完成签到,获得积分10
1秒前
可爱的微笑完成签到 ,获得积分10
1秒前
个性南烟完成签到,获得积分10
1秒前
机灵柚子应助LY采纳,获得10
1秒前
琪琪完成签到,获得积分10
2秒前
传奇3应助Pluminata采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
舒服的水壶完成签到,获得积分10
4秒前
万能图书馆应助Jamal采纳,获得10
4秒前
4秒前
壮观若菱发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
犹豫囧发布了新的文献求助10
4秒前
大妙妙完成签到 ,获得积分10
4秒前
完美世界应助小冰尜采纳,获得10
4秒前
lyss完成签到,获得积分10
5秒前
无足鸟发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
还不如瞎写完成签到,获得积分10
6秒前
欢呼的背包完成签到,获得积分10
6秒前
CYQ完成签到 ,获得积分10
6秒前
清风荷影完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
深情安青应助liuliu采纳,获得10
7秒前
在水一方应助wangshibing采纳,获得10
8秒前
bkagyin应助无限的寄真采纳,获得10
8秒前
9秒前
mxc完成签到,获得积分10
9秒前
萨博完成签到,获得积分10
9秒前
allanqiao完成签到,获得积分10
9秒前
Turley发布了新的文献求助10
9秒前
ChiMing发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
Exploring Nostalgia 500
Natural Product Extraction: Principles and Applications 500
Exosomes Pipeline Insight, 2025 500
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 500
Advanced Memory Technology: Functional Materials and Devices 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5667453
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4885755
关于积分的说明 15120132
捐赠科研通 4826235
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2583865
邀请新用户注册赠送积分活动 1537959
关于科研通互助平台的介绍 1496082