Ionische Flüssigkeiten für zukünftige Energiespeicher - eine umfassende dielektrische Charakterisierung

Ionische Flüssigkeiten sind Salze mit einem ungewöhnlich tiefen Schmelzpunkt. Sie bestehen ausschließlich aus Ionen und haben als Elektrolyt das Potential, Energiespeicher deutlich zu verbessern. Dafür ist ihre Leitfähigkeit eine wichtige Kenngröße. Diese lässt sich mit dielektrischer Spektroskopie präzise und effizient bestimmen. Diese Arbeit zeigt, dass die dielektrischen Spektren der hier untersuchten aprotischen ionischen Flüssigkeiten alle typischen Merkmale eines molekularen Glasbildners aufweisen. Die ermittelten Größen – Glasübergangstemperatur und Fragilität – sind maßgebend für ihre Leitfähigkeit. Zudem wird gezeigt, dass die Rotationsdynamik außergewöhnlich stark mit der Gleichstromleitfähigkeit korreliert. Hinsichtlich der Nutzung in Kondensatoren wird auch exemplarisch die Dynamik unter Wasserverunreinigung und das Ladeverhalten eines mit ionischer Flüssigkeit gefüllten Superkondensators untersucht. Als ein weiterer Vorteil ionischer Flüssigkeiten konnte ihr einfaches Mischverhalten nachgewiesen werden, durch welches ihre Eigenschaften optimiert werden können. Zusammenfassend geht aus dieser Arbeit hervor, wie bedeutend die Kenngrößen der Glasphysik sind, um ionische Flüssigkeiten zu verbessern.