Οι μπαταρίες antiperovskite δεν θα εκραγούν όπως οι αντίστοιχες ιόντων λιθίου

Οι μπαταρίες που κατασκευάζονται από στερεά υλικά θα μπορούσαν να γίνουν ασφαλέστερες χάρη σε μια νέα δομική διάταξη ατόμων.

Οι επιστήμονες από το Ινστιτούτο το κατάφερανΟλοκληρωμένη Έρευνα Κυττάρων και Υλικών (iCeMS) στο Πανεπιστήμιο του Κιότο. Έχουν αναπτύξει έναν νέο τύπο αντιπεροβσκίτη. Αυτός ο τύπος ένωσης περιλαμβάνει τον συνδυασμό δύο τύπων αρνητικά φορτισμένων ανιόντων και ενός τύπου θετικά φορτισμένων κατιόντων. Έχουν επίσης πολλές ενδιαφέρουσες ιδιότητες, συμπεριλαμβανομένης της υπεραγωγιμότητας και, σε αντίθεση με τα περισσότερα υλικά, συρρικνώνονται όταν θερμαίνονται.

Αντιπεριροσκίτη πλούσια σε λίθιο και νάτριοΌπως τα Li3OCl και Na3OCl, προσελκύουν την προσοχή των επιστημόνων λόγω της υψηλής ιοντικής αγωγιμότητας και της συγκέντρωσης αλκαλικών μετάλλων, καθιστώντας τους μια πολλά υποσχόμενη εναλλακτική λύση έναντι των υγρών ηλεκτρολυτών που χρησιμοποιούνται σε μπαταρίες ιόντων λιθίου. «Ωστόσο, η επίτευξη αγωγιμότητας συγκρίσιμης με εκείνη του ιόντων λιθίου στα στερεά ήταν μια πρόκληση», εξηγεί ο χημικός Hiroshi Kageyama, ο οποίος ηγήθηκε της μελέτης.

Ο Kageyama και η ομάδα του συνέθεσαν νέαμια οικογένεια λιπαρών και πλούσιων σε νάτριο αντιπεριδοσκίτη που έλυσε το πρόβλημα αγωγιμότητας. Αντί των «σκληρών» ανιόντων οξυγόνου και αλογόνου, τα αντιπεροσκίτη τους περιέχουν ένα ανιόν υδρογόνου που ονομάζεται υδρίδιο και «μαλακά» ανιόντα χαλκογόνου όπως το θείο.

Το μαλακό ανιονικό πλέγμα παρέχει μια ιδανική διαδρομή αγωγής για ιόντα λιθίου και νατρίου, τα οποία μπορούν να ενισχυθούν περαιτέρω με χημική υποκατάσταση.

Τα πλεονεκτήματα της νέας οικογένειας antiperovskites,προφανώς, εν μέρει λόγω της ικανότητας του υδριδίου να αλλάζει το μέγεθός του και να επεκτείνει τον χώρο σύνθεσής του. Αυτό βοηθά στη σταθεροποίηση της δομής της άρθρωσης. Επιπλέον, η ανώμαλη λειτουργία δόνησης συμβάλλει στην ιοντική αγωγή.

«Τελικά, ηλεκτρολύτες στερεάς κατάστασης θα εμφανίζονται σε όλες τις μπαταρίες μεταλλικών ιόντων στερεάς κατάστασης για ηλεκτρικά οχήματα υψηλής απόδοσης», καταλήγει ο Kageyama.

Διαβάστε επίσης

Άμβλωση και επιστήμη: τι θα συμβεί στα παιδιά που θα γεννήσουν

Δείτε τις πιο όμορφες φωτογραφίες του Χαμπλ. Τι έχει δει το τηλεσκόπιο σε 30 χρόνια;

Ονομάστηκε ένα φυτό που δεν φοβάται την κλιματική αλλαγή. Τρέφει ένα δισεκατομμύριο ανθρώπους