Struktur och dynamik i jonvätskebaserade elektrolyter
- Diarienummer
- ICA10-0074
- Start- och slutdatum
- 120401-150331
- Beviljat belopp
- 3 000 000 kr
- Förvaltande organisation
- Chalmers University of Technology
- Forskningsområde
- Materialvetenskap och materialteknologier
Summary
Med bidraget avser jag att förstärka min självständighet som ung forskare i fältet "struktur och dynamik i jonvätskebaserade elektrolyter m.h.a. avancerad spektroskopi". Under de senare åren har jonvätskor dragit till sig stort intresse från forskare i olika fält, i synnerhet som potentiella elektrolyter med användning i bränsleceller eller Li-jon batterier. För att verkligen tillämpas måste dock dessa vätskor omfångas i någon form av fast matris. Ett sätt att angripa problemet är att svälla perfluorinerade polymerer (såsom Nafion) med lämpliga jonvätskor, medan ett mycket elegantare sätt är att låta en 3-dimensionell matris av SiO2 växa direkt i en jonvätskelösning. I slutmaterialet, också känt som 'jongel', förblir jonvätskan omfångad i nano-domäner. Jag avser att förbättra förståelsen av jongeler med syfte att vidareutveckla deras funktionalitet. Jag kommer att använda avancerade spektroskopiska metoder: NMR, röntgendiffraktion, neutronspridning, och in situ micro-Raman. Fokus kommer att vara på både fundamentala och tillämpade aspekter, till exempel transportmekanismen för protoner, nano-segregationen, effekter i nano-domäner, molekylfunktionaliseringen hos silika partiklar, och utvecklingen av in situ karakteriseringsmetoder. Då jag redan har en finansiering från Styrkeområdet Energi för att anställa en doktorand, ska Ingvar Carlssons bidraget gå till inköpet av en micro-Raman spektrometer och därmed anställningen av en postdoktor anknuten till 'in situ' projektet.
Populärvetenskaplig beskrivning
Ionic liquids have attracted a considerable amount of interest for their peculiar set of properties that they provide. They are salts that are melt at room temperature, although they are only comprised of ions. In my research, I aim to develop solid-like electrolytes starting from liquid materials. I will do so by reacting precursor silica particles inside an ionic liquid and thus grow an extended SiO2 network. These materials, also known as ionogels, have the potential to be used in electrochemical devices such as fuel cells or li-ion batteries, but must be tailor made to suit the specific applications. The peculiarity of ionogels is that they look and fell like solids although they keep liquid-like dynamic properties. In order to better understand the structure and the dynamics in these innovative materials, I will make use of advanced characterization methods like NMR, x-ray diffraction, neutron scattering and Raman spectroscopy. I am also particularly interested in developing spectroscopic methods to investigate materials during operation, so called in situ characterization methods.