Antiperovskite-paristot eivät räjähdä kuin niiden litiumioniakut

Kiinteistä materiaaleista valmistetut akut voivat tulla turvallisemmiksi atomien uuden rakenteellisen järjestelyn ansiosta.

Instituutin tutkijat onnistuivat tekemään tämänIntegrated Cell and Materials Research (iCeMS) Kioton yliopistossa. He ovat kehittäneet uudentyyppisen antiperovskiitin. Tämän tyyppinen yhdiste sisältää kahden tyyppisen negatiivisesti varautuneiden anionien ja yhden tyyppisten positiivisesti varautuneiden kationien yhdistämisen. Niillä on myös monia mielenkiintoisia ominaisuuksia, kuten suprajohtavuus ja, toisin kuin useimmat materiaalit, kutistuminen kuumennettaessa.

Litium- ja natriumipitoiset antiperovskiititkuten Li3OCl ja Na3OCl, herättävät tutkijoiden huomion korkean ionijohtavuutensa ja alkalimetallien pitoisuuksiensa ansiosta, mikä tekee niistä lupaavan vaihtoehdon litiumioniakkuissa käytetyille nestemäisille elektrolyytteille. "Kuitenkin kiinteiden materiaalien litium-ionin johtavuuteen verrattavan johtokyvyn saavuttaminen on ollut haastavaa", kertoo tutkimuksen johtaja kemisti Hiroshi Kageyama.

Kageyama ja hänen tiiminsä syntetisoivat uuttalitium- ja natriumipitoisten antiperovskiittien perhe, joka ratkaisi johtavuusongelman. "Kovien" happi- ja halogeenianionien sijasta niiden antiperovskiitit sisältävät vetyanionia, jota kutsutaan hydridiksi, ja "pehmeitä" kalkogeenianioneja, kuten rikki.

Pehmeä anioninen ristikko tarjoaa ihanteellisen johtumisreitin litium- ja natrium-ioneille, jota voidaan parantaa edelleen kemiallisilla substituutioilla.

Uuden antiovskovilaisten perheen edut,ilmeisesti osittain hydridin kyvystä muuttaa kokoa ja laajentaa koostumustilaa. Tämä auttaa vakauttamaan nivelen rakenteen. Lisäksi sen epänormaali värähtelymoodi edistää ionin johtumista.

"Viime kädessä täysjännitteisissä metalli-ioniakkuissa on kiinteän tilan elektrolyyttejä suuritehoisille sähköajoneuvoille", Kageyama toteaa.

Lue myös

Abortti ja tiede: mitä tapahtuu synnyttäville lapsille

Katso kauneimmat kuvat Hubbleista. Mitä kaukoputki on nähnyt 30 vuoden aikana?

Nimetty kasvi, joka ei pelkää ilmastonmuutosta. Se ruokkii miljardia ihmistä