ন্যানোটেকনোলজি এখন - প্রেস রিলিজ: পেরোভস্কাইট অক্সাইডের একটি নতুন ধরনের অনন্য পরিবাহী প্রক্রিয়ার উপর আলো ফেলছে

প্লেটো দ্বারা প্রকাশিত

অনুসরণকারী: 0

হোম > প্রেস > একটি নতুন ধরনের পেরোভস্কাইট অক্সাইডে অনন্য পরিবাহী প্রক্রিয়ার উপর আলোকপাত করা

উপরের চিত্রটি অক্সাইড-আয়ন মাইগ্রেশনের স্ন্যাপশট দেখায়। লাল এবং সবুজ অক্সাইড আয়নগুলি M2O9 ডাইমারগুলিকে ভেঙে এবং সংস্কার করে সরে যায়, যা দ্রুত অক্সাইড-আয়ন বিচ্ছুরণকে সক্ষম করে যেখানে M ক্যাটেশন হল Nb5+ বা Mo6+। নীচের বাম চিত্রে 800 ℃ এ নিউট্রন বিচ্ছুরণ ডেটা থেকে নিউট্রন বিচ্ছুরণ দৈর্ঘ্যের ঘনত্ব বন্টনটি নীচের ডান চিত্রে অ্যাব ইনটিও আণবিক গতিবিদ্যা সিমুলেশন থেকে অক্সাইড আয়নগুলির সময়- এবং স্থান-গড় সম্ভাবনার ঘনত্বের বন্টনের সাথে একমত। নীচের বাম চিত্রে অন্তর্বর্তী O5 পরমাণুটি কোণার-ভাগ করা অক্সিজেন পরমাণুর সাথে মিলে যায় (নীচের ডান চিত্রে ওশ এবং উপরের চিত্রে বর্গক্ষেত্র)।

ক্রেডিট
পদার্থের রসায়ন

সারাংশ:
টোকিও টেকের বিজ্ঞানীরা রিপোর্ট করেছেন, হেক্সাগোনাল পেরোভস্কাইট-সম্পর্কিত অক্সাইড Ba7Nb3.8Mo1.2O20.1-এর উল্লেখযোগ্য প্রোটন এবং অক্সাইড-আয়ন (দ্বৈত-আয়ন) পরিবাহিতা পরবর্তী প্রজন্মের ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ডিভাইসগুলির জন্য প্রতিশ্রুতিশীল। তারা যে অনন্য আয়ন-পরিবহন প্রক্রিয়াগুলি উন্মোচন করেছে তা আশা করি আরও ভাল দ্বৈত-আয়ন কন্ডাক্টরের জন্য পথ প্রশস্ত করবে, যা আগামীকালের পরিচ্ছন্ন শক্তি প্রযুক্তিতে একটি অপরিহার্য ভূমিকা পালন করতে পারে।

একটি নতুন ধরনের পেরোভস্কাইট অক্সাইডে অনন্য পরিবাহী প্রক্রিয়ার উপর আলোকপাত করা

টোকিও, জাপান | 17 ঠা নভেম্বর, 2023 এ পোস্ট করা হয়েছে

ক্লিন এনার্জি টেকনোলজি হল টেকসই সমাজের ভিত্তি, এবং সলিড-অক্সাইড ফুয়েল সেল (SOFCs) এবং প্রোটন সিরামিক ফুয়েল সেল (PCFCs) হল সবুজ বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য সবচেয়ে প্রতিশ্রুতিশীল ধরনের ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ডিভাইসগুলির মধ্যে৷ এই ডিভাইসগুলি, যাইহোক, এখনও চ্যালেঞ্জগুলির মুখোমুখি হয় যা তাদের বিকাশ এবং গ্রহণে বাধা দেয়।

আদর্শভাবে, অবাঞ্ছিত রাসায়নিক বিক্রিয়াগুলিকে তাদের উপাদানগুলির অবনতি থেকে রোধ করার জন্য SOFC গুলিকে কম তাপমাত্রায় চালিত করা উচিত। দুর্ভাগ্যবশত, সর্বাধিক পরিচিত অক্সাইড-আয়ন কন্ডাক্টর, SOFC-এর একটি মূল উপাদান, শুধুমাত্র উন্নত তাপমাত্রায় শালীন আয়নিক পরিবাহিতা প্রদর্শন করে। PCFC-এর ক্ষেত্রে, তারা কার্বন ডাই অক্সাইড বায়ুমণ্ডলের অধীনে কেবল রাসায়নিকভাবে অস্থির নয়, তবে তাদের উত্পাদনের সময় শক্তি-নিবিড়, উচ্চ-তাপমাত্রা প্রক্রিয়াকরণ পদক্ষেপের প্রয়োজন হয়।

সৌভাগ্যবশত, এমন এক ধরনের উপাদান রয়েছে যা এসওএফসি এবং পিসিএফসি উভয়ের সুবিধার সমন্বয় করে এই সমস্যাগুলি সমাধান করতে পারে: ডুয়াল-আয়ন কন্ডাক্টর। প্রোটন এবং অক্সাইড আয়ন উভয়ের প্রসারণকে সমর্থন করে, ডুয়াল-আয়ন কন্ডাক্টরগুলি নিম্ন তাপমাত্রায় উচ্চ মোট পরিবাহিতা উপলব্ধি করতে পারে এবং ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ডিভাইসগুলির কর্মক্ষমতা উন্নত করতে পারে। যদিও কিছু পেরোভস্কাইট-সম্পর্কিত দ্বৈত-আয়ন পরিবাহী উপকরণ যেমন Ba7Nb4MoO20 সম্পর্কে রিপোর্ট করা হয়েছে, তবে তাদের পরিবাহিতা ব্যবহারিক প্রয়োগের জন্য যথেষ্ট উচ্চ নয় এবং তাদের অন্তর্নিহিত পরিচালনা প্রক্রিয়াগুলি ভালভাবে বোঝা যায় না।

এই পটভূমিতে, জাপানের টোকিও ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজির অধ্যাপক মাসাতোমো ইয়াশিমার নেতৃত্বে একটি গবেষণা দল 7Nb4MoO20 এর মতো কিন্তু উচ্চতর Mo ভগ্নাংশের (অর্থাৎ, Ba7Nb4-xMo1+xO20+x/2) অনুরূপ পদার্থের পরিবাহিতা তদন্ত করার সিদ্ধান্ত নিয়েছে। . তাদের সর্বশেষ গবেষণা, যা অস্ট্রেলিয়ান নিউক্লিয়ার সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজি অর্গানাইজেশন (ANSTO), হাই এনার্জি অ্যাক্সিলারেটর রিসার্চ অর্গানাইজেশন (KEK) এবং তোহোকু ইউনিভার্সিটির সহযোগিতায় পরিচালিত হয়েছিল, পদার্থের রসায়নে প্রকাশিত হয়েছিল।

বিভিন্ন Ba7Nb4-xMo1+xO20+x/2 রচনাগুলি স্ক্রীন করার পরে, দলটি দেখতে পেয়েছে যে Ba7Nb3.8Mo1.2O20.1 এর অসাধারণ প্রোটন এবং অক্সাইড-আয়ন পরিবাহিতা রয়েছে। “Ba7Nb3.8Mo1.2O20.1 ভিজা বাতাসের নিচে 11 ℃ এ 537 mS/cm এবং শুষ্ক বাতাসের অধীনে 10 ℃ এ 593 mS/সেমি বাল্ক পরিবাহিতা প্রদর্শন করেছে। Ba400Nb7Mo3.8O1.2 এর ভিজা বাতাসে 20.1 ℃ এ মোট প্রত্যক্ষ বর্তমান পরিবাহিতা ছিল Ba13Nb7MoO4 এর চেয়ে 20 গুণ বেশি এবং 306 ℃ এ শুষ্ক বায়ুতে বাল্ক পরিবাহিতা প্রচলিত ytria-স্থিতিশীল জিরকোনিয়ার তুলনায় 175 গুণ বেশি। (YSZ),” হাইলাইট করেছেন অধ্যাপক ইয়াশিমা।

এরপরে, গবেষকরা এই উচ্চ পরিবাহিতা মানগুলির পিছনে অন্তর্নিহিত প্রক্রিয়াগুলির উপর আলোকপাত করার চেষ্টা করেছিলেন। এই লক্ষ্যে, তারা ab initio molecular dynamics (AIMD) সিমুলেশন, নিউট্রন ডিফ্র্যাকশন পরীক্ষা এবং নিউট্রন স্ক্যাটারিং দৈর্ঘ্যের ঘনত্ব বিশ্লেষণ পরিচালনা করে। এই কৌশলগুলি তাদের Ba7Nb3.8Mo1.2O20.1 এর গঠন আরও বিশদে অধ্যয়ন করতে এবং এটিকে দ্বৈত-আয়ন কন্ডাক্টর হিসাবে কী বিশেষ করে তোলে তা নির্ধারণ করতে সক্ষম করে।

মজার বিষয় হল, দলটি দেখেছে যে Ba7Nb3.8Mo1.2O20.1 এর উচ্চ অক্সাইড-আয়ন পরিবাহিতা একটি অনন্য ঘটনা (চিত্র) থেকে উদ্ভূত হয়েছে। দেখা যাচ্ছে যে Ba5Nb7Mo3.8O1.2-এর সংলগ্ন MO20.1 মনোমারগুলি তাদের এক কোণে একটি অক্সিজেন পরমাণু ভাগ করে M2O9 ডাইমার গঠন করতে পারে (M = Nb বা Mo cation)। এই ডাইমারগুলি ভাঙ্গা এবং সংস্কার করা অতি দ্রুত অক্সাইড-আয়ন আন্দোলনের জন্ম দেয় এমনভাবে মানুষের দীর্ঘ লাইনের মতো যা এক ব্যক্তি থেকে অন্য ব্যক্তিতে জলের বালতি (অক্সাইড আয়ন) রিলে করছে। তদ্ব্যতীত, AIMD সিমুলেশনগুলি প্রকাশ করেছে যে পর্যবেক্ষণ করা উচ্চ প্রোটন পরিবাহন উপাদানের ষড়ভুজাকার ক্লোজ-প্যাকড BaO3 স্তরগুলিতে দক্ষ প্রোটন স্থানান্তরের কারণে হয়েছিল।

একসাথে নেওয়া, এই অধ্যয়নের ফলাফলগুলি পেরোভস্কাইট-সম্পর্কিত দ্বৈত-আয়ন কন্ডাক্টরের সম্ভাব্যতা তুলে ধরে এবং এই উপকরণগুলির যৌক্তিক নকশার জন্য নির্দেশিকা হিসাবে কাজ করতে পারে। "Ba7Nb3.8Mo1.2O20.1-এ উচ্চ পরিবাহিতা এবং অনন্য আয়ন স্থানান্তর প্রক্রিয়ার বর্তমান অনুসন্ধানগুলি অক্সাইড-আয়ন, প্রোটন এবং দ্বৈত-আয়ন কন্ডাক্টরের বিজ্ঞান এবং প্রকৌশলের বিকাশে সহায়তা করবে," একজন আশাবাদী অধ্যাপক ইয়াশিমা উপসংহারে বলেছেন৷

আমরা আশা করি আরও গবেষণা আমাদের পরবর্তী প্রজন্মের শক্তি প্রযুক্তির জন্য আরও ভাল পরিচালন উপকরণের দিকে নিয়ে যাবে।

####

টোকিও ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজি সম্পর্কে
টোকিও টেক শীর্ষস্থানীয় বিশ্ববিদ্যালয় হিসাবে গবেষণা এবং উচ্চ শিক্ষার অগ্রভাগে দাঁড়িয়েছে
জাপানে বিজ্ঞান ও প্রযুক্তির জন্য। টোকিও টেক গবেষকরা বিভিন্ন ক্ষেত্রে পারদর্শী
পদার্থ বিজ্ঞান থেকে জীববিজ্ঞান, কম্পিউটার বিজ্ঞান এবং পদার্থবিদ্যা। 1881 সালে প্রতিষ্ঠিত, টোকিও টেক
প্রতি বছর 10,000 টিরও বেশি স্নাতক এবং স্নাতক ছাত্রদের হোস্ট করে, যারা বৈজ্ঞানিক হিসাবে বিকাশ করে
নেতা এবং শিল্পের সবচেয়ে চাওয়া-পাওয়া প্রকৌশলী কিছু. জাপানিদের মূর্তকরণ
"মনোটসুকুরি" এর দর্শন, যার অর্থ "প্রযুক্তিগত দক্ষতা এবং উদ্ভাবন," টোকিও টেক
সম্প্রদায় উচ্চ-প্রভাব গবেষণার মাধ্যমে সমাজে অবদান রাখার চেষ্টা করে।
https://www.titech.ac.jp/english/

আরো তথ্যের জন্য, ক্লিক করুন এখানে

যোগাযোগ:
এমিকো কাওয়াগুচি
প্রযুক্তি টোকিও ইনস্টিটিউট
অফিস: +81-3-5734-2975

কপিরাইট © টোকিও ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজি

আপনার মতামত থাকলে দয়া করে যোগাযোগ আমাদের.

সপ্তম ওয়েভ, ইনক। বা ন্যানোটেকনোলজির না হয়ে সংবাদ প্রকাশের ইস্যুকারীরা সামগ্রীর সামগ্রীর যথার্থতার জন্য একমাত্র দায়বদ্ধ।

বুকমার্ক: