Pyridinium funkcionalizované karbonylové sloučeniny jako elektrolyty pro redoxní průtočné baterie

Bc. Eliška Nečasová

Master's thesis

Pyridinium Functionalized Carbonyl Compounds for Redox Flow Batteries

Abstract:

Byla provedena literární rešerše zaměřená na přípravu organických elektrolytů pro redoxní průtočné baterie, která byla soustředěna především na konjugované karbonylové sloučeniny nesoucí pyridylový resp. pyridiniový zbytek. Diskutovány byly základní parametry redoxních průtočných baterií, jednotlivé třídy elektrolytů a rovněž možnost jejich solubilizace ve vodném prostředí. V experimentální části bylo co nejjednodušší cestou, která zahrnovala adici organokovové sloučeniny a/nebo bazicky či kysele katalyzovanou aldolovou kondenzaci, připraveno šest derivátů pyridinu se systematicky měněnou strukturou. Ty byly následně N-methylovány na cílové pyridiniové soli. Základní redoxní vlastnosti všech cílových sloučenin byly studovány prostřednictvím cyklické voltametrie a byly vyvozeny vztahy typu struktura-vlastnosti. Byla rovněž studována rozpustnost pyridiniových solí ve vodě. Struktura a čistota připravených sloučenin a meziproduktů byla potvrzena pomocí všech dostupných analytických metod, strukturní analýza byla demonstrována na vybraných derivátech.

Abstract:

A literature search focusing on the synthesis of organic electrolytes for redox-flow batteries, especially conjugated carbonyl compounds bearing pyridyl or pyridine moieties, has been carried out. Fundamental parameters of redox-flow batteries were discussed jointly with the particular classes of organic electrolytes and their possible solubilization in aqueous media. In the Experimental part, six pyridine derivatives with systematically altered structure were prepared via facile procedures involving addition of organometallic agents and/or base- or acid-catalyzed aldol addition. These were subsequently N-methylated affording target pyridinium salts. Redox properties of all target molecules were studied by cyclic voltammetry and fundamental structure-property relationships were elucidated. A solubility of pyridinium salts in water was also preliminarily investigated. The structure and purity of target compounds and intermediates has been verified by all available analytical methods, the structural analysis has been demonstrated on selected examples.

Keywords

redoxní průtočná baterie, organický elektrolyt, karbonylová sloučenina, pyridin, cyklická voltametrie

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 2. 5. 2019

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: prof. Ing. Filip Bureš, Ph.D.

University of Pardubice

Faculty of Chemical Technology

Master programme / field:
Chemistry / Organic Chemistry