uu.seUppsala universitets publikationer
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Investigating electron transport in a PEDOT/Quinone conducting redox polymer with in situ methods
Uppsala universitet, Teknisk-naturvetenskapliga vetenskapsområdet, Tekniska sektionen, Institutionen för teknikvetenskaper, Nanoteknologi och funktionella material.ORCID-id: 0000-0002-0036-9911
Uppsala universitet, Teknisk-naturvetenskapliga vetenskapsområdet, Tekniska sektionen, Institutionen för teknikvetenskaper, Nanoteknologi och funktionella material.ORCID-id: 0000-0002-4726-4121
Uppsala universitet, Teknisk-naturvetenskapliga vetenskapsområdet, Kemiska sektionen, Institutionen för kemi - Ångström, Molekylär biomimetik.ORCID-id: 0000-0002-6218-3039
Uppsala universitet, Teknisk-naturvetenskapliga vetenskapsområdet, Tekniska sektionen, Institutionen för teknikvetenskaper, Nanoteknologi och funktionella material.ORCID-id: 0000-0002-5496-9664
Visa övriga samt affilieringar
2019 (Engelska)Ingår i: Electrochimica Acta, ISSN 0013-4686, E-ISSN 1873-3859, Vol. 308, s. 277-284Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

A conducting redox polymer is investigated in acidic electrolyte using various in situ methods, including electron paramagnetic resonance (EPR), UV–vis spectroscopy, and conductance measurements. The quinone redox active pendant group has a formal potential of 0.67 V (vs. standard hydrogen electrode) where a 2e2H process occurs. By analyzing the rate constant at different temperatures, the rate-limiting step in the redox reaction was found to be a thermally activated process with an activation energy of 0.3 eV. The electron transport through the conducting polymerwas found to be non-thermally activated and, hence, not redox rate-limiting. This is also the first time a negative temperature dependence has been reported for a conducting redox polymer in the same potential region where the redox active pendant group has its formal potential. EPR and conductance data indicated that the conductivity is governed by both polarons and bipolarons but their ratio is shifting during oxidation and reduction of the polymer.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
2019. Vol. 308, s. 277-284
Nyckelord [en]
Conducting Redox Polymer, PEDOT, Quinone, Temperature dependence
Nationell ämneskategori
Nanoteknik
Forskningsämne
Teknisk fysik med inriktning mot nanoteknologi och funktionella material
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:uu:diva-383025DOI: 10.1016/j.electacta.2019.03.207ISI: 000466713100030OAI: oai:DiVA.org:uu-383025DiVA, id: diva2:1314211
Forskningsfinansiär
Carl Tryggers stiftelse för vetenskaplig forskning EnergimyndighetenVetenskapsrådetStiftelsen Olle Engkvist ByggmästareForskningsrådet FormasTillgänglig från: 2019-05-07 Skapad: 2019-05-07 Senast uppdaterad: 2019-06-10Bibliografiskt granskad
Ingår i avhandling
1. Electrochemical Characterizations of Conducting Redox Polymers: Electron Transport in PEDOT/Quinone Systems
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Electrochemical Characterizations of Conducting Redox Polymers: Electron Transport in PEDOT/Quinone Systems
2019 (Engelska)Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
Abstract [en]

Organic electrode materials for rechargeable batteries have caught increasing attention since they can be used in new innovative applications such as flexible electronics and smart fabrics. They can provide safer and more environmentally friendly devices than traditional batteries made from metals. Conducting polymers constitute an interesting class of organic electrode materials that have been thoroughly studied for battery applications. They have high conductivity but are heavy relative to their energy storage ability and will hence form batteries with low weight capacity. Quinones, on the other hand, are low weight molecules that participate in electron transport in both animals and plants. They could provide batteries with high capacity but are easily dissolved in the electrolyte and have low conductivity. These two constituents can be combined into a conducting redox polymer that has both high conductivity and high capacity. In the present work, the conducting polymer PEDOT and the simplest quinone, benzoquinone, are covalently attached and form the conducting redox polymer used for most studies in this thesis. The charge transport mechanism is investigated by in situ conductivity measurements and is found to mainly be governed by band transport. Other properties such as packing, kinetics, mass changes, and spectral changes are also studied. A polymerization technique is also analyzed, that allows for polymerization from a deposited layer. Lastly, two different types of batteries using conducting redox polymers are constructed. The thesis gives insight into the fundamental properties of conducting redox polymers and paves the way for the future of organic electronics.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Uppsala: Acta Universitatis Upsaliensis, 2019. s. 59
Serie
Digital Comprehensive Summaries of Uppsala Dissertations from the Faculty of Science and Technology, ISSN 1651-6214 ; 1819
Nyckelord
Conducting Redox Polymer, PEDOT, Quinone, Charge transport, Conductivity, Organic Battery
Nationell ämneskategori
Nanoteknik
Forskningsämne
Teknisk fysik med inriktning mot nanoteknologi och funktionella material
Identifikatorer
urn:nbn:se:uu:diva-383026 (URN)978-91-513-0674-2 (ISBN)
Disputation
2019-08-30, Häggsalen, 10132, Ångström, Lägerhyddsvägen 1, Uppsala, 09:15 (Engelska)
Opponent
Handledare
Tillgänglig från: 2019-06-10 Skapad: 2019-05-09 Senast uppdaterad: 2019-08-23

Open Access i DiVA

fulltext(2179 kB)64 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT01.pdfFilstorlek 2179 kBChecksumma SHA-512
207595275658937fbabecec9f7deef7ffafefc0441f0390a57d47722d09868f1d0ab0c916f1a98369af5778ad420b3c02df3517bd75524bc48792f639ec11648
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Övriga länkar

Förlagets fulltext

Personposter BETA

Sterby, MiaEmanuelsson, RikardMamedov, FikretStrömme, MariaSjödin, Martin

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Sterby, MiaEmanuelsson, RikardMamedov, FikretStrömme, MariaSjödin, Martin
Av organisationen
Nanoteknologi och funktionella materialMolekylär biomimetik
I samma tidskrift
Electrochimica Acta
Nanoteknik

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 64 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

doi
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
urn-nbn
Totalt: 92 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf