Electrochemical behaviour of poly-3,4-ethylenedioxythiophene films in the field of high anodic potentials

Abstract

Проводящие полимеры и поли-3,4-этилендиокситиофен (PEDOT) в частности – перспективные материалы для суперконденсаторов. Однако, существует вопрос об их стабильности в области высоких анодных потенциалов ввиду протекания процессов переокисления (необратимого окисления). В ходе переокисления свойства полимеров меняются. В работе исследовались электрохимические свойства пленок PEDOT в области высоких положительных потенциалов. Было показано, что при значениях потенциалов 1.2 – 1.5 В протекают процессы переокисления полимерных пленок. Методом циклической вольтамперометрии (ЦВА) установлено, что при регистрации ЦВА до 1.4 В наблюдается резкое падение анодных токов к 3-му циклу. На импедансных спектрах PEDOT после переокисления появляется часть полуокружности, что свидетельствует о возрастании сопротивления переносу заряда. Влияние процесса переокисления на морфологию и молекулярную структуру полимера исследовали методом сканирующей электронной спектроскопии и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии.

Conducting polymers and in particular poly-3,4-ethylenedioxythiophene (PEDOT) are perspective materials for supercapacitors. However, there is a question of stability of polymers in high potentials region because of overoxidation process (irreversible oxidation). Due to this process all properties of materials are changed. In this research electrochemical properties of PEDOT films have been investigated in the region of high anodic potentials. It was shown that at potentials 1.2 – 1.5 V overoxidation of polymer films takes place. It was established that during potential cycling up to 1.4 V anodic currents sharply decreased at 3rd cycle. After overoxidation part of semicircle appears on the impedance spectra which means increasing of charge transfer resistance. The influence of overoxidation on morphology and molecular structure was studied by scanning electron microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy.