Ionische Flüssigkeit - Nanjing Tapes Inc.

Wissenschaftliche Berichte Band 12, Artikelnummer: 8861 (2022) Diesen Artikel zitieren

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Details zu den Metriken

Ein neuartiges Chitin-Ethylenglykol-Hybridgel wurde als Hydrogelelektrolyt für elektrische Doppelschichtkondensatoren (EDLCs) unter Verwendung von 1-Butyl-3-methylimidazoliumacetat [Bmim][Ac] als Chitinlösungsmittel hergestellt. Die Untersuchung der Morphologie und Topographie der Chitin-EG-Membran zeigte eine homogene und glatte Oberfläche, während die Dicke der erhaltenen Membran 27 µm betrug. Die elektrochemische Leistung des Chitin-EG-Hydrogelelektrolyten wurde durch zyklische Voltammetrie und galvanostatische Lade-/Entlademessungen untersucht. Der spezifische Kapazitätswert des EDLC mit Chitin-EG-Hydrogelelektrolyt betrug 109 F g−1 in einem Potentialbereich von 0 bis 0,8 V. Das getestete Hydrogelmaterial war elektrochemisch stabil und zersetzte sich auch nach 10.000 GCD-Zyklen nicht. Darüber hinaus zeigte die EDLC-Testzelle mit Chitin-EG-Hydrogel als Elektrolyt im Vergleich zu einer kommerziellen Glasfasermembran eine bessere Kapazitätserhaltung nach 10.000 Lade-/Entladezyklen.

Chitin ist ein lineares Polymer, das zweithäufigste Polysaccharid (nach Cellulose) auf der Erde. Die Natur erzeugt jährlich etwa 100 Milliarden Tonnen Chitin, und die Substanz kann aus einer Vielzahl von Quellen isoliert werden1,2,3. Dazu gehören Pilze, Plankton, Schwämme sowie die Exoskelette von Insekten und Krebstieren4. Jedes Jahr fallen weltweit etwa 6 bis 8 Millionen Tonnen chitinhaltiger Meeresfrüchteabfälle (in Form von Krabben-, Garnelen- und Hummerschalen) an1. Das derzeitige System der Verarbeitung von Meeresfrüchten führt zur Anhäufung vieler Abfallprodukte und ist insbesondere in einigen Entwicklungsländern sehr problematisch geworden. Daher sollten Regierungen, Industrie und Wissenschaft der Entwicklung neuer nachhaltiger Wege zur Veredelung von Krustentierschalen als reichlich vorhandener und kostengünstiger erneuerbarer Ressource größere Aufmerksamkeit widmen1,5,6. Als Reaktion auf diesen Bedarf sollte sich die wissenschaftliche Arbeit logischerweise auf die Entwicklung neuer Chitin-basierter Materialien oder die Suche nach neuen Anwendungen für dieses Biopolymer konzentrieren7.

Um den aktuellen Anforderungen einer nachhaltigen Chemie und strengen Umweltvorschriften gerecht zu werden, konzentriert sich die Superkondensatortechnologie zunehmend auf die potenzielle Verwendung erneuerbarer Materialien beim Design von Energiespeichergeräten8,9,10,11. In letzter Zeit sind Polysaccharide zu attraktiven Optionen für die Herstellung von Festkörper- oder Hydrogelelektrolyten in elektrochemischen Doppelschichtkondensatoren (EDLCs) geworden. Der Elektrolyt als eine der wichtigsten Komponenten eines EDLC unterliegt einer kontinuierlichen Optimierung mit dem Ziel, die elektrochemischen Eigenschaften des Geräts zu verbessern. Die wichtigsten Innovationen, die entwickelt wurden, um die Geschwindigkeit des Lade-/Entladevorgangs zu erhöhen und den Innenwiderstand im Kondensator zu verringern (Unterbindung des Durchgangs von Elektrolytionen durch den Separator), sind feste oder quasi-feste Polymerelektrolyte (Gel und Hydrogel)12 . Quasi-Festkörper-Polymerelektrolyte (GPEs) werden als feste Polymermatrizen beschrieben, in denen ein flüssiger Elektrolyt in den Zwischenräumen der Polymerkette eingeschlossen ist. Wenn der flüssige Elektrolyt innerhalb der Polymermatrix auf Wasser basiert, kann ein GPE als Hydrogelelektrolyt bezeichnet werden13. Von allen in EDLCs verwendeten Quasi- und Festkörperelektrolyten sind Hydrogele trotz ihrer einzigartigen Eigenschaften, die die Vorteile von Festkörper- und Flüssigelektrolyten vereinen, relativ wenig untersucht. Der synergistische Effekt innerhalb dieser Materialien kombiniert die Vorteile eines elektrisch inerten, porösen und ionendurchlässigen Feststoffseparators mit der hohen Ionenleitfähigkeit, die für flüssige Elektrolyte auf Wasserbasis charakteristisch ist14. Um den Hydrogel-Elektrolyten zu bilden, muss die Polymermatrix elektrisch und chemisch inert, flexibel und langlebig sein. Vor allem aber muss es sich um ein Material mit einer komplexen 3D-Struktur aus Polymerketten und hydrophilen Eigenschaften handeln, begleitet von der Fähigkeit zur Quellung15. Diese Bedingungen erfüllen biobasierte Polysaccharide, die zudem drei wesentliche Vorteile gegenüber synthetischen Polymeren bieten. Polysaccharide wie Cellulose, Chitin, Chitosan und Alginate sind vielversprechende Hydrogelmaterialien für elektrochemische Anwendungen, nicht nur wegen ihrer einzigartigen 3D-Polymerstruktur, sondern vor allem wegen ihrer biologischen Abbaubarkeit, Ungiftigkeit und ihrem Modifikationspotenzial15,16,17,18 . Dies erklärt, warum Polysaccharide zunehmend als attraktiv für die Herstellung von Hydrogel-Elektrolyten angesehen werden und wie ihre Anwendung in elektrochemischen Energiespeichergeräten (wie EDLCs) die Freisetzung gefährlicher Substanzen in die Umwelt reduzieren und die Herstellung flexiblerer und flexiblerer Elektrolyte ermöglichen kann dünnere Geräte13,19. Zuvor wurden Chitosan-basierte Membranen als Hydrogelelektrolyte für EDLCs20 beschrieben. Die mechanischen Eigenschaften des Materials waren jedoch nicht zufriedenstellend und eine Verstärkung war erforderlich. Die Verstärkung mit einem natürlich vorgefertigten, aus Meeresschwämmen isolierten Gerüst führte zu einer besseren mechanischen Beständigkeit und verbesserten spezifischen Kapazitäten. Das volle Potenzial von Chitin bei der Entwicklung nachhaltiger EDLCs ist noch wenig erforscht. Dies hängt mit der außergewöhnlichen chemischen Stabilität von Chitin zusammen, die auf die Bildung eines Netzwerks starker inter- und intrafibrillärer Wasserstoffbrückenbindungen zurückzuführen ist, die die Verarbeitung von Chitin erschweren11,21,22. Chitin wird in Form von Flocken oder Pulver isoliert und erfordert aufgrund seiner chemischen Beständigkeit verschiedene Behandlungen, um es in eine auf eine bestimmte Anwendung zugeschnittene Form zu bringen. Andererseits ist die hohe chemische Stabilität von Chitin der Hauptvorteil der Verwendung dieses Biopolymers als Polymermatrix für den Hydrogel-Elektrolyten in elektrochemischen Kondensatoren, wodurch eine ordnungsgemäße Beständigkeit in verschiedenen flüssigen Elektrolyten gewährleistet wird23,24. Die technologische Entwicklung hat Wissenschaftlern neue Werkzeuge und Methoden zur Verarbeitung dieses Polymers in die gewünschten Formen zur Verfügung gestellt25,26,27,28,29,30,31. Beispielsweise werden für die Herstellung chitinbasierter Membranen häufig saure Hydrolyse32, TEMPO-vermittelte33 und Peroxid-vermittelte Oxidationsverfahren34 oder ein Gefrier-Tau-Verfahren35 angewendet. Dennoch erfordern diese Methoden den Einsatz aggressiver Chemikalien, und hydrolysierte Chitin-Nanokristalle oder Nanowhisker weisen häufig ein ungünstig niedriges Längen-/Durchmesserverhältnis auf. Daher scheint die Nutzung ionischer Flüssigkeiten und tief eutektischer Lösungsmittel ein wichtiger Meilenstein zu sein, der neue Perspektiven für die Chitinverarbeitung und die Entwicklung einer neuen Generation chitinbasierter Materialien eröffnet, die es diesem Biopolymer ermöglichen, sein Versprechen zu erfüllen. Beide Arten von Lösungsmitteln werden als Formen der grünen Biomasseverarbeitung eingestuft und entsprechen den Grundsätzen einer nachhaltigen Chemie und Technik. Die Anwendung ionischer Flüssigkeiten ermöglicht die vollständig kontrollierte Herstellung von Chitinmembranen, Filmen, Nanofibrillen oder sogar 3D-gedruckten Gerüsten mit einzigartigen physikalisch-chemischen Eigenschaften, die für verschiedene anspruchsvolle Anwendungen attraktiv sind36,37,38. Darüber hinaus können ionische Flüssigkeiten leicht zurückgewonnen und für die Chitinverarbeitung wiederverwendet werden37. Ein wichtiger Vorteil von ILs besteht darin, dass eine echte Auflösung von Chitin anstelle einer Nanofibrillierung eine erhebliche Anzahl aufgabenspezifischer Derivate mit maßgeschneiderten Funktionalitäten erzeugen kann39,40. ILs spielen auch eine wichtige Rolle bei der Entwicklung neuartiger Energiespeichergeräte – eine Übersicht finden Sie unter41.

Wir gehen hier davon aus, dass mit Ethylenglykol vermischtes α-Chitin eine Membran mit mechanischen und elektrochemischen Eigenschaften bilden könnte, die für umweltfreundliche und nachhaltige EDLCs attraktiv ist. Das Hauptziel der Studie bestand daher zum ersten Mal darin, den potenziellen Nutzen eines Films auf Chitinbasis, der aus IL-Lösungen hergestellt und mit Ethylenglykol plastifiziert wurde, als Polymermatrix für den Hydrogelelektrolyten in einem EDLC zu bestimmen. Die morphologischen und elektrochemischen Eigenschaften der erhaltenen Materialien wurden mit modernen Analysegeräten bestimmt und ihre elektrochemische Leistung mit der eines kommerziellen synthetischen Separators verglichen.

Alle hier beschriebenen Experimente verwendeten aus Schneekrabben isoliertes α-Chitin in Form eines feinen Pulvers mit einer Partikelgröße < 200 µm, einem Molekulargewicht > 2000 kDa und einem Acetylierungsgrad > 80 % (Heppe Medical Chitosan GmbH, Deutschland). 1-Methylimidazol (Reinheit 99 %), 1-Chlorbutan (Reinheit 99 %), Essigsäure (Reinheit 99 %) und Dowex Monosphere-Harz 550A (OH) wurden von Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA) bezogen. Alle Lösungsmittel (Methanol mit einer Reinheit von 99,5 %, Acetonitril mit einer Reinheit von 99,5 %, Ethylacetat mit einer Reinheit von 99 %) wurden von Avantor (Gliwice, Polen) gekauft und ohne weitere Reinigung verwendet.

Der erste Schritt umfasste die Synthese von 1-Butyl-3-methylimidazoliumchlorid. In einem 250-ml-Rundkolben, der mit einem teflonbeschichteten Magnetrührstab ausgestattet war, wurde 1-Methylimidazol (0,10 Mol) mit 1-Chlorbutan (0,11 Mol) umgesetzt, das auf einmal zu 100 ml Acetonitril gegeben und als Reaktion verwendet wurde Mittel. Die Reaktanten wurden 48 Stunden lang bei 60 °C gerührt und das Lösungsmittel anschließend mit einem Vakuumverdampfer abgedampft. Das Produkt wurde zweimal mit 100 ml Ethylacetat gewaschen, um überschüssiges Quaternisierungsmittel zu entfernen. Das verbleibende Ethylacetat wurde durch 24-stündiges Trocknen des Kolbeninhalts unter reduziertem Druck bei 50 °C entfernt. Anschließend wurden 0,10 Mol 1-Butyl-3-methylimidazoliumchlorid mit 200 ml Methanol in einem 500-ml-Reaktionsglas, das mit einem mechanischen Rührer ausgestattet war, gelöst. Dann wurden 100 ml des anionischen Harzes Dowex Monosphere 550A (OH) zugegeben und die erhaltene Mischung 1 Stunde lang bei 25 °C gerührt. Anschließend wurde das Harz abfiltriert und dreimal mit kleinen Mengen Methanol gespült. Die Lösung des Halbprodukts 1-Butyl-3-methylimidazoliumhydroxid wurde langsam mit stöchiometrischen Mengen Essigsäure bei 25 °C in einem halbautomatischen EasyMax 102-Reaktorsystem (Mettler Toledo, Schweiz) neutralisiert, das mit einer Glaselektrode ausgestattet war. Das Lösungsmittel wurde unter Vakuum in einem Rotationsverdampfer verdampft und das Produkt 24 Stunden lang unter reduziertem Druck (5 mbar) bei 50 °C getrocknet. Die Struktur der erhaltenen Verbindung wurde durch Analyse der gesammelten FT-IR-, 1H- und 13C-NMR-Spektren bestätigt (Abbildungen S1–S3, ESI). Der Wassergehalt in der ionischen Flüssigkeit wurde mit einem SI Analytics Titroline 7500 KF Trace Coulometer bestimmt und betrug 6015 ppm.

1H-NMR-Spektren wurden mit einem Varian VNMR-S 400 MHz-Spektrometer mit TMS als internem Standard aufgenommen. 13C-NMR-Spektren wurden mit demselben Gerät bei 100 MHz aufgenommen. Die IR-Spektren wurden mit dem halbautomatischen System EasyMax 102 (Mettler Toledo, Schweiz) gesammelt, das an eine ReactIR iC15-Sonde (Mettler Toledo) angeschlossen war, die mit einem MCT-Detektor und einer 9,5-mm-AgX-Sonde mit Diamantspitze ausgestattet war. Die Daten wurden von 3000 bis 650 cm-1 mit einer Auflösung von 8 cm-1 erfasst und mit der Software iCIR 4.3 verarbeitet.

Die Chitinauflösung wurde mit dem EasyMax 102-System (Mettler Toledo, Schweiz) durchgeführt, das die hochpräzise Steuerung eines breiten Spektrums von Reaktionsparametern wie Temperatur, pH-Wert, Rührgeschwindigkeit und Reagenzzugabe gemäß einem zuvor veröffentlichten Protokoll ermöglicht42 . Kurz gesagt, 0,1 g α-Chitin und 10 ml 1-Butyl-3-methylimidazoliumacetat [Bmim][Ac] wurden zusammen mit einem Magnetrührstab in ein 20-ml-Fläschchen gegeben, auf 95 °C erhitzt und mit 1000 U/min gerührt 24 Stunden lang, bis das Chitin vollständig aufgelöst war und die Lösung homogen wurde und eine bernsteinartige Farbe annahm. Die Lösung wurde zusätzlich zentrifugiert, um alle ungelösten Rückstände zu entfernen. Zur Herstellung des dünnen Films wurden 2 ml heiße Lösung über eine mit Teflon ausgekleidete Petrischale gegossen. Nachdem sich die Lösung abgesetzt und eine gleichmäßige Schicht gebildet hatte (30 Minuten), wurde die Petrischale 48 Stunden lang in ein Ethylenglykolbad (EG) gestellt, um die Filmkoagulation zu ermöglichen. Während dieser Zeit wurde das Ethylenglykol viermal gewechselt, um eine vollständige Entfernung der ionischen Flüssigkeit sicherzustellen. Anschließend wurde das gebildete Gel 24 Stunden lang in ein destilliertes Wasserbad getaucht, um überschüssiges Ethylenglykol zu entfernen, und das destillierte Wasser wurde viermal gewechselt. Die resultierenden Chitin-EG-Filme wurden dann 72 Stunden lang an der Luft getrocknet und eine detaillierte Analyse ihrer physikalisch-chemischen und elektrochemischen Parameter durchgeführt.

Zur Beurteilung der Oberfläche wurde ein MIRA3-Rasterelektronenmikroskop (REM) (Tescan, Tschechische Republik) verwendet. Dies geschah mit einer Beschleunigungsspannung von 2 kV und einem Arbeitsabstand von 2 mm. Mit einem Quorum-Vakuumverdampfer wurde eine dünne Au-Pd-Schicht mit einer Dicke von etwa 10 nm auf der Probe abgeschieden.

Die nanomechanischen Eigenschaften der Chitin-EG-Membran wurden mithilfe der Rasterkraftmikroskopie (AFM) bestimmt. Diese Technik ermöglicht die Erstellung dreidimensionaler Bilder der Oberfläche einer Probe. Im Experiment wurde ein NX10-Mikroskop (Park Systems) verwendet.

Um einen geeigneten Punkt auf der Oberfläche zu finden, wurden erste Bilder im berührungslosen Modus (NCM) mit einer Scangröße von 30 × 30 μm erstellt. Später wurde die Scangröße auf 10 × 10 μm eingegrenzt. Die mechanischen Eigenschaften der Oberfläche wurden im PINPOINT™-Modus untersucht, der zusätzlich die gleichzeitige Erfassung von Daten zu sechs mechanischen Eigenschaften ermöglicht: Adhäsionsenergie, Adhäsionskraft, Verformung, Energiedissipation, Elastizitätsmodul und Steifigkeit.

Die Proben wurden hergestellt, indem die Chitin-EG-Membran mit doppelseitigem Klebeband an einem Stahlpuck befestigt wurde. Als Cantilever wurde bei den Messungen ein ALL-IN-ONE D (BudgetSensors) verwendet, der eine nominelle Kraftkonstante von 40 N/m aufweist. Die untersuchte Oberfläche war 10 × 10 μm groß und wurde mit 512 Linien pro Bild und einer auf etwa 0,3–0,4 Hz eingestellten Scangeschwindigkeit im NCM-Modus gescannt. Alle Messungen wurden bei Raumtemperatur (ca. 22 °C) durchgeführt. Die resultierenden Daten wurden mit der Open-Source-Software Gwyddion und den AFM-Analyseprogrammen XEI (Park Systems) untersucht.

Die Benetzbarkeit und die freie Oberflächenenergie der hergestellten Chitin-EG-Dünnfilme wurden durch statische Kontaktwinkelmessungen bestimmt, wobei destilliertes Wasser und Diiodmethan die polaren bzw. Dispersionskomponenten waren. Die Messungen wurden unter Verwendung einer sitzenden Tropfentechnik bei 25 °C mit einem DSA100-Goniometer (KRÜSS, Deutschland) durchgeführt. Die freie Oberflächenenergie wurde mit dem Owens, Wendt, Rabel & Kaelble (OWRK)-Modell berechnet.

Der Quellfaktor der Chitin-EG-Membranen wurde durch Bestimmung ihrer Sorption einer 2 M wässrigen Lösung von Lithiumacetat bewertet. Das trockene Chitin-EG wurde in 1 cm × 1 cm große Fragmente geschnitten, die zur Bestimmung ihres Trockengewichts gewogen wurden. Diese Proben wurden in 50-ml-Bechergläser mit 40 ml 2 M Lithiumacetatlösung gegeben und bei 25 °C gelagert. Nach 24 Stunden wurden die Proben entnommen und gewogen, nachdem das Oberflächenwasser vorsichtig mit einem Filterpapier entfernt wurde. Die Quellung wurde mit Gl. berechnet. (1)43:

Dabei ist mw die Masse der feuchten Probe und md die Masse der trockenen Probe.

Die Ionenleitfähigkeit der Chitin-EG-Membran in Form eines Hydrogels wurde durch elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) gemessen. Alle Messungen wurden bei 25 °C in einem Frequenzbereich von 100 kHz bis 1 Hz mit einer Potentialamplitude von 10 mV durchgeführt. Die untersuchten Proben (13-mm-Scheiben) wurden zuvor 24 Stunden lang in einer wässrigen 2 M Lithiumacetat (LiOAc)-Lösung gequollen und in ein Testgefäß zwischen zwei Blockierungselektroden aus Platin (Pt) gegeben (Abb. 1a). Die Ionenleitfähigkeit (σ) des untersuchten Hydrogelelektrolyten wurde wie folgt berechnet:

Dabei ist ts die Dicke der gequollenen Membran, A die Oberfläche der Arbeitselektrode (0,0177 cm2) und R der Widerstand der Membran. Zum Vergleich wurde auch die Ionenleitfähigkeit einer Glasfasermembran (Whatman GF/A), gesättigt mit 2 M wässriger LiOAc-Lösung, bewertet.

Schematische Ansichten von (a) dem Ionenleitfähigkeitsmesssystem; (b) Querschnitt des elektrischen Doppelschichtkondensators (EDLC), zusammengesetzt mit dem Swagelok®-System.

Die elektrochemischen Eigenschaften der Chitin-EG-Membran als Hydrogelelektrolyt wurden in einer elektrischen Doppelschichtkondensatorzelle (EDLC) untersucht. Die symmetrische EDLC-Zelle wurde mit einem Zwei-Elektroden-Swagelok®-System zusammengebaut (Abb. 1b). In der Testzelle wurden Aktivkohlegewebe (Kynol® No ACC-507-20; 2000 m2 g−1) und Goldscheiben (Au) als Elektrodenmaterial bzw. Stromabnehmer verwendet. Die Elektroden hatten die Form von Scheiben mit 6 mm Durchmesser und die Masse einer einzelnen Elektrode lag im Bereich von 4,6–4,8 mg. Die Chitin-EG-Membran wurde nach 24-stündiger Behandlung in einer wässrigen 2 M LiOAc-Lösung als Hydrogelelektrolyt verwendet. Als Vergleichssystem wurde eine EDLC-Zelle verwendet, die aus dem gleichen Elektrodenmaterial und Elektrolyten wie die Chitin-EG-Zelle zusammengesetzt war. Bei diesem EDLC wurde als Separator eine Glasfasermembran (Whatman GF/A) mit einem Porendurchmesser von 1,6 µm und einer Dicke von 0,3 mm verwendet.

Die elektrochemische Analyse der EDLC-Zelle mit dem Chitin-EG-Hydrogelelektrolyten wurde mithilfe potentiostatischer EIS-, Cyclovoltammetrie- (CV) und galvanostatischer Lade-/Entladetechniken (GCD) durchgeführt. EIS wurde mit einem elektrochemischen System μAutoLab FRA2 Typ III (EcoChemie, Niederlande) in einem Frequenzbereich von 100 kHz bis 0,01 Hz mit einem sinusförmigen Anregungssignal mit einer Amplitude von 10 mV durchgeführt. CV-Messungen wurden mit demselben elektrochemischen System im Potentialbereich 0–0,8 V und mit unterschiedlichen Scanraten (2 bis 100 mV s−1) durchgeführt. Chronoamperometrische Messungen wurden bei einem konstanten Strom von 5 mA und einer von 0 auf 0,8 V gestuften Zellspannung unter Verwendung eines elektrochemischen Mehrkanalsystems Atlas 0461 MBI (Atlas-Sollich, Polen) durchgeführt. Alle elektrochemischen Messungen wurden bei Raumtemperatur (25 °C) durchgeführt.

Proben vorbereiteter Membranen wurden 120 Stunden lang in 6 M KOH eingetaucht. Die Bewertung der chemischen Stabilität der Chitin-EG-Membran wurde mit einem LUMOS II FT-IR-Mikroskop (Bruker) durchgeführt. Das Material wurde im ATR-Modus getestet. Die Bildgebung wurde in einem Bereich von 1000 × 1000 µm durchgeführt. Die Stabilität wurde anhand der für Chitosan charakteristischen Peakfläche bestimmt, die zwischen 1700 und 1610 cm−1 liegt. Für jedes Spektrum wurden 60 Scans gesammelt. Die Ergebnisse wurden mit der OPUS-Software verarbeitet.

Die Wahl von [BMIM][Ac] als Chitinlösungsmittel wurde durch die Tatsache motiviert, dass diese IL einer der bekanntesten Vertreter dieser Verbindungsklasse ist, was zu ihrem relativ niedrigen Preis und ihrer guten Marktverfügbarkeit beiträgt. [BMIM][Ac] ist derzeit eine der am besten untersuchten ILs und hat sich in verschiedenen Anwendungen als äußerst wirksam erwiesen, darunter die Delignifizierung von Holz44, die Verbesserung der Aktivität und Stabilität von Lipase45, die CO2-Abscheidung46 und die Auflösung von Cellulose47. Darüber hinaus zeigten ionische Flüssigkeiten mit einem Imidazoliumring eine höhere Fähigkeit, Chitin aufzulösen, und ionische Flüssigkeiten mit einem basischeren Anion wie Acetat könnten eine bessere Fähigkeit zeigen, die starke Wasserstoffbindung innerhalb von Chitin aufzubrechen48. Während [Bmim][Cl] nur die nichtkristallinen Domänen eines nativen Chitinmaterials auflösen kann, führte das Acetatanion zur Auflösung sowohl der nichtkristallinen als auch der kompakten Kristalldomänen verschiedener Chitinpolymorphe.

Rasterelektronenmikroskopische Bilder der Chitin-EG-Filme sind in Abb. 2 dargestellt. Der Querschnitt der Membran (Abb. 2b) bestätigt die gute Homogenität der erhaltenen Membran und zeigt, dass regenerierte Ketten parallel ausgerichtet sind und einen Kompaktkörper bilden Struktur. Die Dicke der Membran beträgt 27 µm. Es ist erkennbar, dass die Oberfläche des erhaltenen Films relativ glatt ist (Abb. 2c). Dies bestätigt, dass das Vorhandensein von Ethylenglykol beim Mischen mit IL-regeneriertem Chitin keine Diskontinuitäten oder porösen Strukturen verursachte.

Rasterelektronenmikroskopische Bilder zeigen (a) eine Übersicht, (b) den Querschnitt und (c) die Oberfläche präparierter Chitin-Ethylenglykol-Dünnfilme.

Die Untersuchung der Topographie der Chitin-EG-Membran zeigt eine homogene und feinkörnige Oberfläche mit einer durchschnittlichen Höhe von 136,7 nm und einer maximalen Höhe von 275,6 nm (Abb. 3). Die Messung von 15 verschiedenen Körnern ergab einen durchschnittlichen Kornradius von 175 ± 45 nm. Die Analyse der mittleren Rauheit ergab einen Sa-Wert von 30,74 nm im 10 × 10 μm-Bild. Es sind keine markanten Flecken erkennbar. Für die weitere Untersuchung wurden drei nanomechanische Eigenschaften ausgewählt (Abb. 4): Adhäsionskraft, Energiedissipation und Young-Modul. Die Untersuchung der Adhäsion zeigt eine gleichmäßige Verteilung der Adhäsionskraft über das Bild, mit Bereichen mit etwas geringerer Adhäsion auf der rechten Seite. Diese Bereiche decken 4,2 % des Gesamtbildes ab. Die durchschnittlich gemessene Adhäsionskraft beträgt 12,42 ± 0,26 nN. Es sind auch mehrere Flecken mit einer Adhäsion um 25 nN sichtbar; AFM-Adhäsionsbilder werden jedoch immer stark von topografischen Effekten dominiert, die durch die größere Kontaktfläche der Spitze mit der Probe an den Neigungen der Oberfläche hervorgerufen werden. Ebenso wie im Adhäsionsbild zeigen die Analysen der Energiedissipation und des Elastizitätsmoduls eine regelmäßige Verteilung der Werte, mit Ausnahme von zwei Stellen auf der rechten Seite, die sich durch eine geringere Energiedissipation und einen höheren Modul auszeichnen. Die mittleren Messwerte betragen 1,17 ± 0,01 fJ für die Energiedissipation und 0,54 ± 0,01 GPa für den Elastizitätsmodul. Die auf der rechten Seite des Bildes sichtbaren Flecken haben Elastizitätsmodulwerte von etwa 0,8 GPa. Die Analyse der mechanischen Eigenschaften der erhaltenen dünnen Chitin-EG-Membranen zeigt, dass sie problemlos für den Aufbau von EDLC eingesetzt werden können.

(a) AFM-3D-Oberflächentopographie, (b) AFM-Oberflächentopographiebilder mit drei verschiedenen gemessenen Querschnitten. Die Größe des Bildes beträgt 10 × 10 μm.

Vergleich verschiedener AFM-Bilder: (a) Topographie, (b) Adhäsionskraft, (c) Energiedissipation und (d) Elastizitätsmodul. Die Bildgröße beträgt 10 × 10 μm.

Der Kontaktwinkel ist ein wesentlicher Parameter, der häufig zur Beurteilung der Benetzbarkeit einer festen Oberfläche durch eine Flüssigkeit verwendet wird. Er ist definiert als der durch die flüssige Phase gemessene Winkel zwischen der Tangente der Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche am Schnittpunkt von Gas, Flüssigkeit und Feststoff und der Fest-Flüssigkeits-Grenzfläche50. Die Kontaktwinkel von Wasser (einer polaren Flüssigkeit) und Diiodmethan (einer unpolaren Flüssigkeit) als Funktionen der Tröpfchenwechselwirkungszeit sind in Abb. 4 dargestellt. Der anfängliche Kontaktwinkel eines Wassertropfens auf der Oberfläche der Chitin-EG-Membran betrug 47 ° und sank innerhalb weniger Sekunden leicht auf einen konstanten Wert von 43°, da der Wassertropfen aufgrund seines hydrophilen Charakters stark mit der Membranoberfläche interagierte. Der für Diiodmethan aufgezeichnete Kontaktwinkel war konstant und betrug 37,34° ± 0,22°. Der für Wasser aufgezeichnete Endwinkel ist für Chitin-EG von praktischerer Bedeutung, da flüssiges Wasser das Medium in der Umgebung eines EDLC ist. Die erhaltenen Kontaktwinkelwerte deuten jedoch darauf hin, dass ein dünner Chitin-EG-Film sowohl für wässrige als auch für nichtwässrige Elektrolyte angewendet werden könnte. Dies wurde durch den Quellfaktor für Chitin-EG in Bezug auf einen 2 M LiOAc-Elektrolyten bestätigt. Der ermittelte SF betrug 154 ± 3 %, was auf die guten Quelleigenschaften der vorbereiteten Gele hinweist51. Die spezifischen Eigenschaften eines Verbundmaterials hängen stark von seiner Oberflächenenergie und spezifischen Wechselwirkungskräften ab (z. B. Wasserstoffbrücken, Säure-Base-Wechselwirkungen, Dipolmomente, Ladungstransfer oder Elektronenakzeptor-Donor-Komplexe)52. Die berechneten Werte der gesamten freien Oberflächenenergie sowie der dispersiven und polaren Komponenten für dünne Chitin-EG-Filme sind in Abb. 5 dargestellt. Abbildung S4 zeigt die Bilder vor und nach der Imprägnierung mit 2 M LiOAc-Elektrolyt, die bestätigen, dass das Chitin-EG-Hydrogel unterdrückt Elektrolytaustritt.

Kontaktwinkel von Wasser und Diiodmethan und berechnete freie Oberflächenenergie.

Abbildung 6 zeigt ein Nyquist-Diagramm für das Chitin-EG-Hydrogel, begleitet von einem Diagramm des Anpassungsschaltkreises53,54. Die Werte der Ionenleitfähigkeit (σ), der Dicke im gequollenen Zustand (ts), des Massenwiderstands des Elektrolyten (R) und der Masse (ms) für die in wässriger Lösung von 2 M LiOAc (24 h) untersuchten Membranen sind in Tabelle 1 angegeben.

Wechselstromimpedanzspektren für Chitin-EG-Hydrogel, mit Diagramm der Anpassungsschaltung.

Der Ionenleitfähigkeitswert des Chitin-EG-Hydrogels beträgt 15,7 mS cm−1, während der für den Whatman GF/A-Separator unter denselben Bedingungen erhaltene Wert mehr als doppelt so hoch war (37,5 mS cm−1). Dieses Phänomen kann durch Unterschiede in der räumlichen Struktur und der Menge des absorbierten Elektrolyten zwischen der Chitin-EG-Membran und dem Whatman GF/A-Separator erklärt werden. Das Chitin-EG-Hydrogel-Polymerkettennetzwerk ist eng und erzeugt durch einfaches Quellen Tunnel und Lücken, die für Elektrolytionen zugänglich sind, während der Whatman GF/A-Separator Poren mit einem vorgegebenen Durchmesser aufweist (für Elektrolytionen leicht zugänglich). Allerdings ist die Ionenleitfähigkeit des getesteten Chitin-EG-Hydrogels mit der anderer Membranen aus Polysacchariden vergleichbar19,55.

Nyquist-Diagramme für Chitin-EG- und Whatman-GF/A-Testzellen vor dem ersten und nach dem 10.000sten GCD-Zyklus sind in Abb. 7a,b dargestellt. Alle erhaltenen EIS-Spektren weisen die typische Form eines EDLC auf. Im Hochfrequenzbereich ist ein relativ großer Halbkreis sichtbar und im Niederfrequenzbereich ist das EIS-Spektrum eine Gerade parallel zum Imaginärteil der Impedanzachse. Daher ist für die getesteten EDLC-Zellen ein gutes kapazitives Verhalten zu erwarten. Bei der Analyse der Einschübe in Abb. 7a, b (vergrößerter Hochfrequenzbereich) und der Literaturdaten kann der Ursprung der halbkreisförmigen Kurve durch drei unabhängige Faktoren erklärt werden: (i) die Grenzflächenwiderstände des Kohlenstoffmaterials und (ii) die Verbindung des Stromkollektors und des elektroaktiven Materials sowie (iii) die Verteilung der Porenstruktur und des Elektrolytwiderstands darin. Die beiden wichtigsten Parameter, die aus der EIS-Analyse extrahiert und zur Charakterisierung der Leistung von EDLCs verwendet werden, sind der Serienwiderstand (Rs) und die Relaxationszeit (t0). Der Serienwiderstand (Rs) kann einfach durch Extrapolation des Hochfrequenzteils des Nyquist-Diagramms auf die Bedingung Z′ = 056 berechnet werden. Die beiden getesteten Kondensatoren (Chitin-EG und Whatman GF/A) hatten zuvor ähnliche Rs-Werte die GCD-Tests: 1,44 Ω bzw. 1,31 Ω. Die Ergebnisse entsprechen den zuvor vorgestellten Ionenleitfähigkeitsmessungen (Tabelle 1) für geschwollene Membranen. Trotz der großen Lücke zwischen den Ionenleitfähigkeitswerten der gequollenen Membranen ist der Unterschied in ihren Rs-Werten nicht so groß wie erwartet. Dieses Phänomen kann auf die Dicke der Membran im geschwollenen Zustand zurückgeführt werden. Da Rs mit dem Ionenwiderstand über die Trennwand zwischen den beiden gegenüberliegenden Elektroden zusammenhängt, können die begrenzten Quelleigenschaften der Chitin-EG-Membran den Massenwiderstand des Hydrogelelektrolyten positiv beeinflussen. Dieser Widerstand kann durch die möglicherweise bessere Zwischenoberflächenverbindung des Chitin-EG-Hydrogels mit dem aktiven Material der Elektroden (erhalten durch Einpressen in die Kohlenstoffgewebefasern) zusätzlich erhöht werden. Dieses Phänomen ist bei einem induktiven Glasfaserseparator kaum zu beobachten und kann den Ionentransport zwischen den Elektroden beeinflussen. Darüber hinaus ergab eine detaillierte Analyse der Rs-Werte nach 10.000 GCD-Zyklen einen leichten Abfall auf 1,33 Ω bzw. 1,22 Ω für Chitin-EG- bzw. Whatman GF/A-EDLCs. Diese Ergebnisse entsprechen einem allgemeinen Trend (der auch durch weitere CV- und GCD-Messungen bestätigt wurde), dass sich die elektrochemische Leistung der getesteten Zellen mit zunehmender Anzahl von Arbeitszyklen verbessert. Dieses Phänomen hängt nicht direkt mit der Struktur des getesteten Materials oder seinem pseudokapazitiven Verhalten (CV, GCD) zusammen, sondern wird vielmehr durch die Vergrößerung der aktiven Oberfläche des Elektrodenmaterials verursacht, die mit der allmählichen Freigabe der mit Mikrobläschen gefüllten Mikroporen einhergeht aus Luft.

Wechselstromimpedanzspektren für Kondensatoren mit (a) Chitin-EG-Hydrogel und (b) Whatman GF/A-Glasfaserseparator. Auswertung von (c) dem Imaginärteil der Kapazität (C′′) mit charakteristischen Frequenzen und (d) dem Realteil der Kapazität (C′) über der Frequenz (auf einer logarithmischen Skala).

Ein weiterer entscheidender Faktor bei der EIS-Analyse ist die Relaxationszeitkonstante (t0), die sich aus einer detaillierten Analyse der Abhängigkeit der Real- und Imaginärteile der Kapazität (C′ und C′′) von der Frequenz ergibt. Abbildung 7c,d zeigt die Auswertung des Imaginärteils der Kapazität (C′) mit charakteristischen Frequenzen und des Realteils der Kapazität (C′) über der Frequenz. Die Relaxationszeitkonstanten können mit der folgenden Gleichung berechnet werden:

wobei f0 das Maximum der C''(ω)-Kurve20,57 ist. Die Spitzenfrequenzen der C′′(ω)-Kurven wurden bestimmt und sind in der Grafik dargestellt (Abb. 7c). Die für die EDLC-Testzellen erhaltenen Relaxationszeitwerte zeigen einen ähnlichen Trend wie die aus EIS-Messungen berechneten Rs-Werte. Beide EDLC-Zellen hatten die gleiche Zeitkonstante von 5,8 s. Die Relaxationszeit definiert die Grenze zwischen kapazitivem Verhalten und Widerstandsverhalten eines EDLC; Daher kann davon ausgegangen werden, dass ein Kondensator mit einem Chitin-EG-Hydrogel-Elektrolyten ähnliche Werte der spezifischen Kapazität aufweist wie die Referenzzelle.

Abbildung 8a,b zeigt zyklische Voltammogramme bei unterschiedlichen Abtastraten (von 2 bis 100 mV s−1), die für den Chitin-EG-Kondensator und für die Whatman GF/A-Referenzzelle aufgezeichnet wurden. Die Form der CV-Kurven für beide getesteten EDLC-Zellen kann als nahezu rechteckig beschrieben werden, was auf eine gute Ladungsausbreitung (bis zu 10 mV s−1) hinweist. Die Voltammogramme zeigen keine signifikanten Abweichungen (z. B. Redoxpeaks) im gesamten Spektrum der verwendeten Scanraten, was als Mangel an Faradayscher Kapazität innerhalb der untersuchten EDLC-Zellen interpretiert werden kann. Daher sollten die zusammengebauten Testzellen in weiteren Berechnungen als reguläre EDLC-Geräte behandelt werden58. Die CV-Kurven in Abb. 8a,b, die bei höheren Scanraten (ab 25 mV s−1 einschließlich) aufgezeichnet wurden, weisen auf einen deutlichen Rückgang der Ladungsausbreitung hin; Dennoch ist dies ein Standardphänomen für EDLCs bei höheren Scanraten59. Die Voltammogramme in Abb. 8c,d wurden mit einer Scanrate von 10 mV s−1 für beide getesteten EDLCs aufgezeichnet: vor dem galvanostatischen Lade-/Entladetest (GCD) (Abb. 8c) und nach 10.000 GCD-Zyklen (Abb. 8d). ). Der Vergleich in Abb. 8c zeigt, dass vor dem GCD-Test die EDLC-Zelle mit Chitin-EG-Hydrogel-Elektrolyt und die Referenz-EDLC-Zelle mit Whatman GF/A-Separator ähnliche CV-Eigenschaften aufwiesen (72 F g−1 und 71 F g−1, jeweils). Die spezifischen Kapazitätswerte für alle Kondensatorzellen wurden nach folgender Gleichung berechnet:

Dabei ist I der Strom, dE/dt die potenzielle Abtastrate und m die Gesamtmasse des aktiven Elektrodenmaterials. Ein interessantes Phänomen ist in Abb. 8d zu beobachten, das die CV-Kurven (10 mV s−1) nach 10.000 GCD-Zyklen zeigt. Hier betragen die für die Chitin-EG- und Whatman GF/A-EDLCs berechneten spezifischen Kapazitätswerte 88 F g−1 bzw. 82 F g−1. Dieser Unterschied weist darauf hin, dass die EDLC-Testzelle mit dem Chitin-EG-Hydrogel möglicherweise eine hohe zyklische Wiederholbarkeit aufweist (besser als die Referenzzelle). Darüber hinaus beweist das Fehlen jeglicher Abweichungen innerhalb der Chitin-EG-CV-Kurve, dass das verwendete Hydrogelmaterial auch nach 10.000 Lade- und Entladezyklen elektrochemisch stabil war und sich nicht zersetzte.

CV-Kurven von EDLC-Testzellen mit (a) Chitin-EG-Hydrogel und (b) Whatman GF/A-Glasfaserseparator bei verschiedenen Scanraten. Vergleich von Voltammogrammen, die mit einer Scanrate von 10 mV s−1 (c) vor dem GCD-Test und (d) nach 10.000 GCD-Zyklen aufgezeichnet wurden.

Um die Zyklenstabilität der Chitin-EG- und Whatman GF/A-Testzellen zu testen, wurden galvanostatische Lade-/Entladetests (GCD) durchgeführt. Abbildung 9a,b zeigt die GCD-Profile, die für getestete EDLC-Zellen beim 1. und 10.000sten Zyklus aufgezeichnet wurden (in einem Potenzialbereich von 0 bis 0,8 V). Abbildung 9a und b zeigen, dass die Potential-/Zeitabhängigkeitskurven für die Chitin-EG- und Whatman-GF/A-Testzellen sowohl für den 1. als auch für den 10.000. Zyklus eine dreieckige Form aufweisen. Dies ist ein typisches GCD-Profil für EDLCs und weist auf die nicht-Faradaysche Natur der kapazitiven Eigenschaften (auch durch zyklische Voltammetrietests nachgewiesen) und eine gute zyklische Wiederholbarkeit hin60. Darüber hinaus zeigt die detaillierte Analyse von Abb. 9b, dass das 10.000ste GCD-Profil, das für die Whatman GF/A EDLC-Zelle aufgezeichnet wurde, eine leichte Verschiebung der Kurve im Vergleich zum ursprünglichen Profil aufweist.

Galvanostatische Lade-/Entladekurven beim 1. und 10.000sten Zyklus für EDLC-Testzellen mit (a) Chitin-EG-Hydrogel und (b) Whatman GF/A-Glasfaserseparator. (c) Zyklische Stabilität über 10.000 Zyklen für getestete EDLC-Zellen.

Dieses Ergebnis weist darauf hin, dass eine EDLC-Zelle mit Chitin-EG-Hydrogel eine bessere zyklische Wiederholbarkeit aufweist als die Referenzzelle, was möglicherweise mit einer besseren Zwischenoberflächenverbindung des Chitin-EG-Hydrogels mit dem aktiven Material der Elektroden zusammenhängt (im EIS angegeben). Analyse). Spezifische Kapazitätswerte wurden aus den entsprechenden GCD-Kurven gemäß der Gleichung erhalten:

Dabei ist I der Entladungsstrom, dU/dt die Steigung der Entladungskurve und m die Gesamtmasse des aktiven Elektrodenmaterials. Tabelle 2 gibt spezifische Kapazitätswerte an, die nach dem 1. und 10.000sten GCD-Zyklus bei einem konstanten Strom von 5 mA erhalten wurden.

Die Chitin-EG-EDLC-Zelle weist sowohl beim 1. (106 F g−1) als auch beim 10.000sten (109 F g−1) Zyklus einen höheren spezifischen Kapazitätswert sowie eine hervorragende Wiederholbarkeit auf. Die Whatman GF/A EDLC-Zelle hat etwas niedrigere, aber vergleichbare spezifische Kapazitätswerte (101 F g−1 beim 1. Zyklus und 105 F g−1 beim 10.000sten GCD-Zyklus). Die Analyse anderer in der Literatur beschriebener EDLCs mit vergleichbarer Architektur (Tabelle 3) zeigt, dass die elektrochemischen Eigenschaften des Chitin-EG-Kondensators mit anderen Zellen konkurrieren, die Hydrogelelektrolyte auf Polysaccharidbasis enthalten (z. B. Chitin-Verbundwerkstoffe, Cellulose oder Chitosan). Trotz der geringen Ionenleitfähigkeit des Chitin-EG-Hydrogelelektrolyten weist der getestete EDLC einen spezifischen Kapazitätswert auf, der mit denen anderer Materialien vergleichbar ist. Ein ähnliches Phänomen kann bei vernetzten Chitosanmembranen beobachtet werden, was darauf hindeutet, dass die Quelleigenschaften der Hydrogelmatrix einen großen Einfluss auf die elektrochemische Leistung des EDLC haben. Daher könnten die Vernetzung im Fall von Chitosan und die Erhaltung der natürlichen, unveränderten Kristallstruktur im Fall von Chitin eine entscheidende Rolle bei möglichen elektrochemischen Anwendungen dieser Polysaccharide spielen. Abbildung 9c zeigt die Zyklenstabilität der GCD-Profile der getesteten EDLC-Zellen. Der EDLC mit dem Chitin-EG-Hydrogel zeigte eine hervorragende Zyklenlebensdauer ohne nennenswerte Kapazitätseinbußen pro 10.000 Zyklen. Diese Ergebnisse entsprechen den durch Cyclovoltammetrie erhaltenen Werten und zeigen, dass das Chitin-EG-Hydrogel trotz der geringeren Ionenleitfähigkeit als voll funktionsfähige EDLC-Komponente erkannt werden kann. Darüber hinaus weist Chitin-EG-Hydrogel in einem EDLC eine überlegene Kapazitätserhaltung über 10.000 GCD-Zyklen auf und kann mit dem kommerziellen Glasfaserseparator konkurrenzfähig sein. Abbildung 9c zeigt außerdem, dass die spezifische Kapazität nach 10.000 GCD-Zyklen zunimmt; Dieses Phänomen sollte in zukünftigen Forschungen im Detail untersucht werden. Da dieses Wachstum jedoch proportional ist und sowohl für die Chitin-EG-EDLC- als auch für die Whatman-GF/A-Referenzzelle beobachtet werden kann, kann es mit anderen Testzellenkomponenten (z. B. Stromkollektoren oder Elektrodenmaterial) zusammenhängen. Höchstwahrscheinlich wird dies durch eine zunehmende Penetration der Elektrodenporen und eine spezifische Oberflächenaktivierung durch Elektrolytionen verursacht, die durch die Elektrodenmasse gedrückt werden.

Die chemische Stabilität der unberührten Chitin-EG-Membran und der entsprechenden Membran, die 120 Stunden lang in 6 M KOH eingetaucht war, wurde durch mikroskopische FTIR-Bildanalyseanalyse getestet (Abb. 10). Die registrierten beiden Spektren und Bilder erscheinen sehr ähnlich. Daraus können wir leicht schließen, dass die Chitin-EG-Membran in alkalischer Umgebung eine gute Stabilität aufweist, zumindest innerhalb der Grenzen des von uns verwendeten Alterungsprotokolls.

FTIR-Mikroskopanalyse der Chit-EG-Membran im präparierten Zustand (rot) und nach 5-tägiger Alterung in 6 M KOH (grün).

Chitin-Ethylenglykol-Membranen wurden effektiv unter Verwendung einer ionischen Flüssigkeit (1-Butyl-3-methylimidazoliumacetat) als Chitinlösungsmittel hergestellt. Die Strukturuntersuchung ergab die glatte und homogene Morphologie der erhaltenen Membranen und bestätigte, dass das Mischen mit Ethylenglykol nicht zur Bildung diskontinuierlicher oder poröser Strukturen im Membranquerschnitt führt. Die getestete EDLC-Zelle mit einem Chitin-EG-Hydrogel weist eine gute elektrochemische Leistung und spezifische Kapazität auf, die denen der Whatman GF/A-Glasfaser-Separator-Referenzzelle überlegen sind. Die bemerkenswerten mechanischen und elektrochemischen Eigenschaften der hergestellten Membranen und Hydrogelelektrolyte auf Chitinbasis sowie ihr einfacher Herstellungsprozess machen sie für den Einsatz als erneuerbare Alternativen zu synthetischen Polymeren geeignet, was dazu beitragen kann, die mit (i) Meeresfrüchten verbundenen Umweltbelastungen zu verringern Abfall und (ii) traditionelle GPEs und ihre Herstellungsprozesse. Der hergestellte Hydrogel-Elektrolyt scheint eine vielversprechende Komponente für die Entwicklung grüner elektrochemischer Kondensatoren zu sein.

Alle während dieser Studie generierten oder analysierten Daten sind in diesem veröffentlichten Artikel und seinen ergänzenden Informationsdateien enthalten.

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Die Arbeit wurde durch ein finanzielles Stipendium des polnischen Ministeriums für Bildung und Wissenschaft an die Technische Universität Posen unterstützt. Dieses Werk ist dem Andenken von Dr. Izabela Stępniak gewidmet.

Die Arbeit wurde durch einen finanziellen Zuschuss des polnischen Ministeriums für Bildung und Wissenschaft an die Technische Universität Posen unterstützt. Der Beitrag von KN zu dieser Arbeit war dank der finanziellen Unterstützung des Nationalen Wissenschaftszentrums Polen (Zuschuss Nr. 2015/17B/ST8/00365) möglich.

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Krzysztof Nowacki & Maciej Galiński

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Adam Piasecki

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Korrespondenz mit Marcin Wysokowski.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Wysokowski, M., Nowacki, K., Jaworski, F. et al. Durch ionische Flüssigkeiten unterstützte Synthese von Chitin-Ethylenglykol-Hydrogelen als Elektrolytmembranen für nachhaltige elektrochemische Kondensatoren. Sci Rep 12, 8861 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-12931-w

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Eingegangen: 19. Februar 2022

Angenommen: 18. Mai 2022

Veröffentlicht: 25. Mai 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-12931-w

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