−40 °C에서 리튬 이온의 수화된 점프 이동을 통한 높은 전도도 12.6 mS cm−1을 가진 항동결 제타이온성 하이드로겔 전해질

요약 하이드로겔 전해질은 높은 실온 전도도를 가지며 에너지 저장 장치에 널리 사용될 수 있습니다. 그러나 하이드로겔은 영하의 온도에서 물의 불가피한 동결로 인해 전도도 및 기계적 성질이 감소하는 문제가 있습니다. 영하의 온도에서 하이드로겔의 유연성을 희생하지 않고 높은 전도도를 달성하는 방법은 중요한 도전입니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 새로운 종류의 제타이온성 폴리머 하이드로겔 (polySH) 전해질이 제작되었습니다. 폴리머 사슬의 음이온 및 양이온 반이온이 LiCl의 분리를 촉진합니다. 항동결 전해질은 −40 °C에서 325%의 변형률로 늘일 수 있으며 75%로 압축될 수 있으며, −40 °C에서 12.6 mS cm−1의 뛰어난 전도도를 가집니다. 제타이온 그룹의 채널을 통한 수화 리튬 이온의 직접 점프 이동 메커니즘이 제안됩니다. polySH 전해질 기반 슈퍼커패시터 (SC)는 60 °C에서 178 mF cm−2, −30 °C에서 134 mF cm−2의 높은 비저항을 나타내며, 각각 10,000 사이클 후 초기 저항의 81% 및 71%를 유지합니다. 전해질의 전반적인 장점은 실제 응용에서 고급 이온 전도체 및 에너지 저장 장치의 새로운 경로를 열어줄 것입니다.