Elektrokromik cihazlarda kullanmak için polimerik elektrolit eldesi

Abstract

Polimerik jeller, polimerlerin çeşitli etkileşimler ile (H bağı, kovalent bağlar) çapraz bağlar oluşturmasıyla meydana gelir. İletkenliğin gerekli olduğu çeşitli uygulamalarda sıvı elektrolitlerin yerine polimerik jel kullanımı alternatif bir çözüm olarak ortaya çıkmaktadır. Polimerik jel elektrolitlerde, çapraz bağlı olan bir matrisin içinde iletkenliği sağlayacak çeşitli katkılar (redoks çiftleri, iyonlar vb.) eklenir. Örneğin, elektrokromik cihazlarda iletkenliğin sağlanması için polimerik matriks olarak polivinil alkol- boraks ikilisinden yararlanılmıştır. Belirli oranlarda eklenen bu iki bileşen, oldukça kolay bir şekilde hidrojel oluşturmaktadır. Ayrıca potasyum ferrisiyanür ve potasyum ferrosiyanür redoks çifti ile iletkenlik sağlanmıştır. Son yıllarda, biyopolimerlerin çeşitli alanlarda kullanımları da oldukça yaygındır. Çalışmalar incelendiğinde, kitosan, karboksimetil selüloz gibi polimerler jel oluşturma özelliğine sahiptir. Polivinil alkol, guar gam ve polivinil alkol + guar gam ile yapılan jellerin eklenen boraks miktarı ile farklı sonuçlar verdiği gözlenmiştir. Boraks miktarının çok az veya çok fazla olduğu durumlarda viskozitenin düştüğü görülmüştür. Bunun nedeni, boraksın az olduğu durumlarda yeteri kadar çapraz bağların oluşamaması; boraksın çok olduğu durumlarda ise kompleksleşmenin fazlaca gerçekleşmesi olduğu düşünüldü. İletkenlik için eklenen redoks çiftinin de viskoziteye doğrudan etkisi olduğu gözlenmiştir. İletkenlik ölçümleri ilk olarak prob daldırma yöntemiyle bakılmıştır. Saf suyun (30 μS) iletkenliğine göre jellerde bir iletkenlik artışı gözlenmiştir. Sadece guar gam ile yapılan jelin iletkenlik ölçümünde 80 μS, buna ek olarak redoks çifti eklenen jelde iletkenlik 100 μS olarak gözlenmiştir. FTIR ölçümlerinde spektrumlar incelenmiş ve farklılıklar belirlenmeye çalışılmıştır. İstatiksel bir yöntem olan temel bileşenler analizi (PCA) ile spektrumların ikinci türevi üzerine uygulanmıştır. Sonuçlara göre, demir miktarının artışı, çapraz bağ miktarına etki etmektedir. Jellerin bazıları tungsten oksit kaplı ITO elektrotlarda, zayıf da olsa elektrokromik özellik göstermiştir.