Поверхности, покрытые желатинизированными ионными жидкими пленками и их применение - заявка 2016135786 на патент на изобретение в РФ

1. Электрохимическая ячейка, содержащая:
первую желатинизированную ионную жидкую пленку, контактирующую с первой электропроводящей поверхностью, при этом указанная первая желатинизированная ионная жидкая пленка содержит первую ионную жидкость, инкапсулированную внутри гелевой матрицы; и
вторую желатинизированную ионную жидкую пленку, контактирующую со второй электропроводящей поверхностью, при этом указанная вторая желатинизированная ионная жидкая пленка содержит вторую ионную жидкость, инкапсулированную внутри гелевой матрицы;
при этом указанные первая и вторая желатинизированные ионные жидкие пленки находятся в контакте друг с другом, и
при этом указанная первая желатинизированная ионная жидкая пленка также содержит дополнительное растворенное окислительно-восстановительное соединение.
2. Сборное устройство по п. 1, отличающееся тем, что указанные первая и/или вторая ионная жидкость содержат один или более анионов, выбранных из группы, состоящей из анионов галогена, сульфонилимида, карбоксилата и фторированного фосфата; и/или
один или более катионов, выбранных из группы, состоящей из катионов алкилпиридиния, диалкилимидазолия, диалкилпирролидиния, тетраалкилфосфония и тетраалкиламмония.
3. Сборное устройство по п. 2, отличающееся тем, что указанные первая и вторая электропроводящие поверхности представляют собой электроды.
4. Сборное устройство по п. 3, отличающееся тем, что каждый электрод независимо содержит один или более из графита (углерода), углеродных нанотрубок (легированных или нелегированных), графена (легированного или нелегированного), графенового композиционного материала, углеродной бумаги, платины, золота или титана.
5. Сборное устройство по п. 3, отличающееся тем, что указанная первая электропроводящая поверхность представляет собой анод и указанная вторая электропроводящая поверхность представляет собой катод.
6. Сборное устройство по п. 1, отличающееся тем, что указанные первая и вторая желатинизированные ионные жидкие пленки являются несмешивающимися при контакте друг с другом.
7. Сборное устройство по п. 1, отличающееся тем, что толщина указанных первой и/или второй желатинизированных ионных жидких пленок составляет от примерно 50 мкм до примерно 10 мм.
8. Сборное устройство по п. 1, отличающееся тем, что указанные первая и/или вторая инкапсулированная ионная жидкость содержат один или более анионов, выбранных из группы, состоящей из бромида, хлорида, йодида, бис(трифторметилсульфонил)имида, бис(фторсульфонил)имида, ацетата, пропионата, пентаноата, гексаноата, гексафторфосфата и трис(пентафтор)трифторфосфата.
9. Сборное устройство по п. 1, отличающееся тем, что указанные первая и/или вторая инкапсулированная ионная жидкость содержат один или более катионов, выбранных из группы, состоящей из 1-бутилпиридиния, 1-октилпиридиния, 1-(2-гидроксиэтил)пиридиния, 1-этил-3-метилимидазолия, 1-бутил-3-метилимидазолия, 1-пентил-3-метилимидазолия, 1-гексил-3-метилимидазолия, 1-(2-метоксиэтил)-3-метилимидазолия, 1-(1-метоксиметил)-3-метилимидазолия, 1-метил-3-октилимидазолия, 1-метил-1-этилпирролидиния, 1-метил-1-бутилпирролидиния, 1-метил-1-гексилпирролидиния, 1-(2-метоксиэтил)-1-метилпирролидиния, 1-(1-метоксиметил)-1-метилпирролидиния, тетрабутилфосфония, трибутилоктилфосфония, трибутил(2-метоксиэтил)фосфония, трибутил-трет-бутилфосфония, трибутил(1-метоксиметил)фосфония, тетраэтиламмония, тетрабутиламмония, трибутилоктиламмония, трибутил(2-метоксиэтил)аммония, трибутил(1-метоксиметил)аммония и трибутил-трет-бутиламмония.
10. Сборное устройство по любому из пп. 1-9, отличающееся тем, что любая указанная гелевая матрица выполнена из гелеобразующего агента, выбранного из любого одного или более из гидроксизамещенного органического соединения, полисахарида, дипептида, белка, полимера, поли(винилиденфторид-ко-гексафторпропилен) полимера, углеродных нанотрубок, нелегированного или легированного графена, функционализированных кремнеземных наносфер и кремнеземного золь-геля.
11. Сборное устройство по любому из пп. 1-9, отличающееся тем, что указанное дополнительное растворенное окислительно-восстановительное соединение выбрано из группы, состоящей из:
ацетатной, нитратной, сульфатной или трифлатной соли Li+, Mg2+, Zn2+, Cu+/2+, Fe2+/3+, Co2+/3+, Mn2+ или Cr3+;
галогена (например, Cl2, Br2, I2);
кислорода, перманганатной, дихроматной, перхлоратной или галогенидной соли Li+, K+, Са2+, Na+ или Mg2+; и
смеси любых двух или более из вышеперечисленных соединений.
12. Сборное устройство по любому из пп. 1-9, отличающееся тем, что вторая желатинизированная ионная жидкая пленка также содержит дополнительное растворенное окислительно-восстановительное соединение, выбранное из группы, состоящей из:
ацетатной, нитратной, сульфатной или трифлатной соли Li+, Mg2+, Zn2+, Cu+/2+, Fe2+/3+, Co2+/3+, Mn2+ или Cr3+;
галогена (например, Cl2, Br2, I2);
кислорода, перманганатной, дихроматной, перхлоратной или галогенидной соли Li+, K+, Са2+, Na+ или Mg2+; и
смеси любых двух или более из вышеперечисленных соединений.
13. Сборное устройство по любому из пп. 1-9, отличающееся тем, что
указанные первая и/или вторая желатинизированная ионная жидкая пленка содержат две или более разных ионных жидкостей; и/или
указанные первая и/или вторая ионная жидкость содержат два или более катионов и два или более анионов, которые вместе образуют эвтектическую смесь; и/или
первая и/или вторая желатинизированная ионная жидкая пленка дополнительно содержат электролитную соль.
14. Сборное устройство по любому из пп. 1-9, отличающееся тем, что указанные первая и/или вторая желатинизированная ионная жидкая пленка дополнительно содержат электролитную соль.
15. Сборное устройство по п. 14, отличающееся тем, что указанная электролитная соль растворима в указанной ионной жидкости.
16. Сборное устройство по любому из пп. 1-9, отличающееся тем, что указанное сборное устройство дополнительно содержит:
третью желатинизированную ионную жидкую пленку, контактирующую с третьей электропроводящей поверхностью, при этом указанная третья желатинизированная ионная жидкая пленка содержит третью ионную жидкость, инкапсулированную внутри гелевой матрицы; и
при этом указанные вторая и третья жидкие пленки по меньшей мере частично находятся в контакте.
17. Сборное устройство по п. 16, отличающееся тем, что указанные вторая и третья желатинизированные ионные жидкие пленки являются несмешивающимися друг с другом; и/или
указанные первая и третья электропроводящие поверхности представляют собой аноды и указанная вторая электропроводящая поверхность представляет собой катод.
18. Способ изготовления электрохимической ячейки по любому из пп. 1-9, включающий:
обеспечение первой желатинизированной ионной жидкой пленки, содержащей первую инкапсулированную ионную жидкость, контактирующей с первой электропроводящей поверхностью; и
обеспечение второй желатинизированной ионной жидкой пленки, содержащей вторую инкапсулированную ионную жидкость, контактирующей со второй электропроводящей поверхностью; и
приведение в контакт первой и второй желатинизированных ионных жидких пленок.
19. Способ по п. 18, отличающийся тем, что указанное обеспечение включает
объединение гелеобразующего агента с ионной жидкостью при подходящей температуре с получением смеси и обеспечение затвердевания гелеобразующего агента с получением тем самым желатинизированной ионной жидкой пленки, в которой инкапсулирована указанная ионная жидкость; и
приведение указанной смеси или указанной желатинизированной ионной жидкой пленки в контакт с электропроводящей поверхностью.
20. Способ по п. 18, отличающийся тем, что указанную смесь приводят в контакт с указанной электропроводящей поверхностью перед затвердеванием указанного гелеобразующего агента.
21. Способ по п. 1, дополнительно включающий:
обеспечение третьей желатинизированной ионной жидкой пленки, содержащей третью инкапсулированную ионную жидкость, контактирующей с третьей электропроводящей поверхностью; и
приведение в контакт указанных второй и третьей желатинизированных ионных жидких пленок.
22. Способ по п. 18, дополнительно включающий:
обеспечение третьей желатинизированной ионной жидкой пленки, содержащей третью инкапсулированную ионную жидкость, контактирующей с третьей электропроводящей поверхностью; и
приведение в контакт указанных второй и третьей желатинизированных ионных жидких пленок.
23. Способ по п. 21 или 22, отличающийся тем, что указанная третья электропроводящая поверхность представляет собой анод.
24. Способ по п. 23, отличающийся тем, что любая одна или более из указанных первой, второй и/или третьей ионных жидкостей содержит:
(a) один или более анионов, выбранных из группы, состоящей из бромида, хлорида, йодида, бис(трифторметилсульфонил)имида, бис(фторсульфонил)имида, ацетата, пропионата, пентаноата, гексаноата, гексафторфосфата и трис(пентафтор)трифторфосфата; и/или
(b) один или более катионов, выбранных из группы, состоящей из 1-бутилпиридиния, 1-октилпиридиния, 1-(2-гидроксиэтил)пиридиния, 1-этил-3-метилимидазолия, 1-бутил-3-метилимидазолия, 1-пентил-3-метилимидазолия, 1-гексил-3-метилимидазолия, 1-(2-метоксиэтил)-3-метилимидазолия, 1-(1-метоксиметил)-3-метилимидазолия, 1-метил-3-октилимидазолия, 1-метил-1-этилпирролидиния, 1-метил-1-бутилпирролидиния, 1-метил-1-гексилпирролидиния, 1-(2-метоксиэтил)-1-метилпирролидиния, 1-(1-метоксиметил)-1-метилпирролидиния, тетрабутилфосфония, трибутилоктилфосфония, трибутил(2-метоксиэтил)фосфония, трибутил-трет-бутилфосфония, трибутил(1-метоксиметил)фосфония, тетраэтиламмония, тетрабутиламмония, трибутилоктиламмония, трибутил(2-метоксиэтил)аммония, трибутил(1-метоксиметил)аммония и трибутил-трет-бутиламмония.
25. Способ по п. 23, отличающийся тем, что любая одна или более из указанных первой, второй и/или третьей желатинизированных ионных жидких пленок дополнительно содержит электролитную соль.
26. Способ по п. 22, отличающийся тем, что указанные первая и/или вторая и/или третья ионная жидкость содержат два или более катионов и два или более анионов, которые вместе образуют эвтектическую смесь.
Наверх