Kromatografsko določanje polisulfidnih zvrsti v Mg-S akumulatorjihPovh, Matija (Avtor) Kralj Cigić, Irena (Mentor) Drvarič Talian, Sara (Komentor) Mg-S akumulatorjipolisulfidne zvrstiMg elektrolitiHPLCMg-S akumulatorji predstavljajo obetavno alternativo Li-ionskim in Li-S akumulatorjem. Mg je v primerjavi z Li veliko bolj pogosta kovina v zemeljski skorji, kaže manjšo tendenco po tvorbi dendritov ter ima v kombinaciji z žveplovo katodo visoko teoretično volumetrično kapaciteto. Med največjimi izzivi v razvoju Mg-S akumulatorjev sta pomanjkanje elektrolitov, kompatibilnih z Mg anodo in žveplovo katodo, ter prehajanje polisulfidnih zvrsti, ki nastajajo med elektrokemijskim praznjenjem akumulatorja, stran od katode in posledično izguba aktivnega materiala. Da bi dobili boljši vpogled v delovanje Mg-S akumulatorjev, smo primerjali delovanje akumulatorskih celic z dvema različnima elektrolitoma s stališča elektrokemijskih lastnosti in nastanka ter topnosti polisulfidnih zvrsti. Pri akumulatorskih celicah z elektrolitom na osnovi Mg(TFSI)2 smo opazili en napetostni nivo in nižjo kapaciteto, medtem ko sta se v akumulatorskih celicah z elektrolitom na osnovi Mg[Al(hfip)4]2 pojavila dva napetostna nivoja, ki ustrezata nastanku polisulfidnih zvrsti in končnih trdnih produktov (MgS2 in MgS). Akumulatorske celice z elektrolitom na osnovi Mg[Al(hfip)4]2 so imele višjo kapaciteto. Z analizo vzorcev iz katode in separatorja s tehniko HPLC smo določili koncentracijski profil nastajanja polisulfidnih zvrsti med elektrokemijskim praznjenjem v akumulatorskih celicah. V celicah z elektrolitom na osnovi Mg(TFSI)2 je koncentracija polisulfidnih zvrsti naraščala tekom celotnega praznjenja, v celicah z elektrolitom na osnovi Mg[Al(hfip)4]2 pa naraščala v prvem napetostnem nivoju in se zniževala v drugem. Na koncu praznjenja v teh celicah polisulfidnih zvrsti praktično ni bilo več. Pri obeh elektrolitih najprej začnejo nastajati polisulfidne zvrsti z daljšimi verigami, nato še s krajšimi. Akumulatorske celice z elektrolitom na osnovi Mg[Al(hfip)4]2 so delovale bolje – dosegle so višjo kapaciteto, pri njih sta se pojavila oba napetostna nivoja. Vzrok za odsotnost drugega napetostnega nivoja v celicah z elektrolitom na osnovi Mg(TFSI)2 je velika začetna prenapetost, ki je najverjetneje posledica pasivizacije anode zaradi nečistoč v elektrolitu ali nestabilnosti elektrolita na površini anode.20232023-09-27 14:10:01Magistrsko delo/naloga151027VisID: 21221COBISS_ID: 173245699sl