Structurele en functionele eigenschappen van het grensvlak tussen een ionische vloeistof en grafeen

Elektrochemische energiesystemen zijn essentieel voor het ontwikkelen van een duurzame en betrouwbare energievoorziening om aan de toekomstige energiebehoeften te voldoen. Vluchtigheid en ontvlambaarheid van conventionele elektrolyten beperken echter hun veilig gebruik. Ionische vloeistoffen (ILs), een nieuwe klasse elektrolyten, vertonen een opmerkelijke chemische en thermische stabiliteit. Grafeen, een enkele laag koolstofatomen in een tweedimensionaal hexagonaal rooster, vertoont belangrijke eigenschappen die geschikt zijn voor het gebruik als elektrodemateriaal, zoals een hoog specifiek oppervlak en een goede elektrische geleidbaarheid. Een belangrijk obstakel bij het gebruik van IL / grafeencomposieten in "materialen voor energie"toepassingen is het gebrek aan kennis en controle over de nanostructuur van de ILs en de invloed hiervan op de elektronische eigenschappen van de grafeenelektroden: (1) informatie over de laterale nanostructuur van ILs op geëlektrificeerd grafeen ontbreekt; (2) er zijn geen gevestigde methoden om interacties op moleculair niveau tussen ILs en grafeen te identificeren; (3) en er is geen directe methode om te achterhalen hoeveel energie ILs kunnen opslaan op grafeenelektroden. Dit project zal de bovengenoemde uitdagingen aanpakken. Inzichten verkregen uit dit onderzoek zullen waardevol zijn in de engineering van de grafeen / ILs interfacestructuur, die op zijn beurt zal zorgen voor een betere verwerkingsefficiëntie van energie-opslagapparaten.