Pripravili smo nov baterijski katodni material na osnovi grafen/poli(fenantren kinon) kompozita (rGO/PFQ), ki smo ga razvili z namenom povečanja napetosti v Li bateriji: v primerjavi z njegovim predhodnikom poli(antrakinonom) smo dosegli 400 mV zvišanje napetosti. Dodatek grafena je bil potreben zaradi izboljšanja elektronskih poti in za zvečanje poroznosti materiala. Opisan material kaže tudi izredno stabilno baterijsko delovanje z le 9% padcem kapacitete v 500 ciklih.
COBISS.SI-ID: 6463770
Organski katodni materiali so zaradi delovanja v različnih akumulatorskih sistemih kot so litijevi, natrijevi in magnezijevi akumulatorji ter možnosti priprave iz cenovno in okoljsko dostopnih surovin, eden izmed možnih okolju prijaznejših akumulatorskih sistemov prihodnosti. V dosedanjih raziskavah teh materialov, je bila ena izmed težav pomanjkanje karakterizacijskih tehnik, ki bi nam omogočale spremljanje sprememb med elektrokemijskim delovanjem. S pomočjo financiranja s strani podjetja Honda R&D Europe in Javne agencije za raziskovalno dejavnost Republike Slovenija ter kombinacijo znanja različnih odsekov Kemijskega Inštituta so raziskovalci razvili novo tehniko spremljanja sprememb v katodnih materialih s pomočjo infrardeče spektroskopije. Metodo so razvili za razlago mehanizma delovanja poli(antrakinonil) sulfida v Li in Mg akumulatorjih. V obeh sistemih so s pomočjo IR spektroskopije opazili redukcijo karbonilne vezi med praznjenjem akumulatorja. Rezultate IR spektroskopije so potrdili s pomočjo izračunov teoretičnih spektrov in sintezo modelnih spojin. Nova metoda ponuja močno orodje za raziskavo novih organskih materialov ter tudi študijo degradacijskih procesov v katodnih materialih. Potrjen mehanizem delovanja organske katode v Mg akumulatorju dodatno odpira polje raziskav Mg?organskih akumulatorjev, kjer že več kot pet let uspešno sodelujejo s podjetjem Honda R&D Europe. Delo je plod sodelovanja med različnimi odseki na Kemijskem inštitutu in je dober pokazatelj, da je tudi z izključno domačim znanjem mogoče prodreti v tako visoko rangirane revije.
COBISS.SI-ID: 6333978
Pregledni članek se ukvarja s pregledom raziskav na Mg, Ca in Al akumulatorjih. V okviru članka je bistvena pozornost namenjena tudi uporabi organskih katod v teh sistemih.
COBISS.SI-ID: 6689306
IR spektroskopija je nedestruktivna metoda za preučevanje reakcij znotraj akumulatorja. Ampak njena uporaba je bila do sedaj zanemarjena, zaradi težavne interpretacije ex situ vzorcev in zaradi pomankanja in situ oziroma operando celic za preučevanje. Zaradi tega smo razvili celico operando ATR-IR celico s silicijem okencem. S to konfiguracijo smo študirali reakcijski mehanizem poliantrakinona (PAQ) v Li in Mg-organskem akumulatorju. Med redukcijo/oksidacijo PAQ-a, se ne spremenijo samo C=O v C–O–, ampak samo zaznali radikal anion kot intermediat med njima. Poleg tega, iz IR spektrov smo opazili gradualni nastanek trdnega elektrolitskega filma na površini katode med samim delovanjem.
COBISS.SI-ID: 6689050
V tem članku smo raziskovali redoks mehanizem poli(fenantren kinon)/grafen katodnega materiala v Li- in Mg- bateriji. Pri tem smo uporabili operando IR spektroskopijo. Pri interpretaciji dobljenih spektrov smo si pomagali s kemijsko pripravljenimi modelnimi spojinami in DFT kalkulacijami, ki so se med seboj zelo dobro ujemali. Med polnjenjem in praznjenjem smo detektirali tudi obstojen radikal anion z dvema značilnima IR vrhovoma.
COBISS.SI-ID: 6811674