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Die Synthese und Charakterisierung neuer Elektrolyte für Tieftemperaturanwendungen in elektrochemischen Doppelschichtkondensatoren

URN to cite this document: urn:nbn:de:bvb:355-opus-8336

Herzig, Tobias (2007) Die Synthese und Charakterisierung neuer Elektrolyte für Tieftemperaturanwendungen in elektrochemischen Doppelschichtkondensatoren. PhD, Universität Regensburg

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Abstract (German)

In dieser Arbeit wurden neue ionische Flüssigkeiten auf der Basis des gering symmetrischen Difluoromono[1,2-oxalato(2-)-O,O�]borat -Anions mit unterschiedlichen organischen Kationen (es wurden Tetraethylammonium-, 1-Ethyl-3-methylimidazolium-, 1-Butyl-3-methylimdazolium-als Kationen verwendet) für den Tieftemperatureinsatz in elektrochemischen Doppelschichtkondensatoren entwickelt. Ein Hauptziel war dabei, durch Erniedrigung der Struktursymmetrie die Löslichkeit und dadurch die Leitfähigkeiten der neuen Elektrolyte gegenüber dem derzeit in elektrochemischen Doppelschichtkondensatoren benutzten Standardelektrolyten, Tetraethylammoniumtetrafluoroborat, besonders bei tiefen Temperaturen zu erhöhen. Dabei konnte gezeigt werden, dass der Schmelzpunkt von Tetraethylammoniumtetrafluoroborat, durch den Ersatz zweier Fluor-Atome durch eine Oxalatgrupe um ca. 350 °C von 362 °C auf 33 °C für Tetraethylammonium-difluoromono[1,2-oxalato(2-)-O,O�]borat gesenkt werden konnte. Durch Kombination des gering symmetrischen Difluorooxalatoborats mit dem gering symmetrischen 1-Ethyl-3-methylimdazolium-Kation konnte der Schmelzpunkt noch weiter auf 18 °C gesenkt werden.
Zusätzlich wurden Trifluoracetate mit unterschiedlichen Kationen verminderter Symmetrie (es wurden Methyl-triethylammonium- und N,N-Ethyl-Methylpyrrolidinium- als Kationen verwendet) und Tetrakis(trifluoracetato)borate mit denselben Kationen synthetisiert. Alle Salze wurden in Acetonitril mittels Leitfähgkeitsmessungen bei unterschiedlichen Konzentrationen und Temperaturen, sowie zyklischer Voltammetrie auf ihre Leitfähigkeit, Spannungsstabilität und Korrosivität gegenüber Aluminium untersucht. Des Weiteren wurden die Difluoromono[1,2-oxalato(2-)-O,O�]borate hinsichtlich ihrer thermischen Stabilität und ihrer Viskosität mit Hilfe von differential scanning calorimetry-und Viskositätsmessungen untersucht.

Translation of the abstract (English)

In this work new ionic liquids based on the low symmetric difluoromono[1,2-oxalato(2-)-O,O�]borate -anion with several organic cations (tetraethylammonium-, 1-ethyl-3-methylimdazolium-, 1-butyl-3-methylimdazolium were used as cations) were prepared, especially for low temperature applications in electrochemical double layer capacitors.
One of the main aims was the decrease of the melting point by a decrease of the structure symmetry of the in double layer capacitors actually used standard electrolyte, tetraethylammoniumtetrafluoroborate.
This should lead to an increase of the solubility and the conductivity of the new electrolytes compared to tetraethylammoniumtetrafluoroborate, especially at low temperatures.
It could be shown that the melting point of tetraethylammoniumtetrafluoroborate could be decreased approximately of 350 °C from 362 °C to 33 °C for tetraethylammonium-difluoromono[1,2-oxalato(2-)-O,O�]borate by the substitution of two fluoro atoms by an oxalate groupe.
The melting point could be further reduced to 18 °C by combination of the low symmetric difluorooxalatoborate with the low symmetric 1-ethyl-3-methylimdazolium-cation.
Additionally, some trifluoroacetates with several organic cations with reduces symmetry (methyltriethylammonium-, N,N-ethyl-methylpyrrolidinium- were used as cations) and tetrakis(trifluoracetato)borates with the same cations have been studied.
All electrolytes were characterized by conductivity measurements at several concentrations and temperatures as well as cyclic voltammetry experiments to check their conductivity, voltage stability and corrodibility at aluminium. Furthermore, the thermal stability and viscosity of the difluoromono[1,2-oxalato(2-)-O,O�]borates were investigated by differential scanning calorimetry- and viscosity measurements.

Item Type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Referee:	Heiner (Prof. Dr.) Gores
Date of exam:	26 June 2007
Institutions:	Chemistry and Pharmacy > Institut für Physikalische und Theoretische Chemie > Chair of Chemistry VI - Physical Chemistry (Solution Chemistry) > PD Dr. Heiner Jakob Gores
Keywords:	Organischer Elektrolyt , Elektrochemische Doppelschicht , Leitfähigkeit , Cyclovoltammetrie , Chemische Synthese , Elektrolytkondensator , Ionische Flüssigkeiten , Doppelschichtkondensator , organic electrolyte , electrochemical double layer , conductivity , cyclovoltammetry , ionic liquids
Subjects:	500 Science > 540 Chemistry & allied sciences
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Owner:	Universitätsbibliothek Regensburg
Deposited On:	27 Oct 2009 13:01
Last Modified:	05 Nov 2012 08:33
Item ID:	10579

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