Главная > Нажмите > Пролить свет на уникальные механизмы проводимости в новом типе оксида перовскита
На верхнем рисунке показан снимок миграции оксид-иона. Красные и зеленые оксидные ионы движутся за счет разрушения и реформирования димеров M2O9, что обеспечивает быструю диффузию оксидных ионов, где катионом M является Nb5+ или Mo6+. Распределение плотности длины рассеяния нейтронов по данным нейтронной дифракции при 800 ℃ на нижнем левом рисунке согласуется с усредненным по времени и пространству распределением плотности вероятности оксидных ионов из ab initio молекулярно-динамического моделирования на нижнем правом рисунке. Межузельный атом O5 на нижнем левом рисунке соответствует атому кислорода, имеющему общий угол (Ош на нижнем правом рисунке и квадраты на верхнем рисунке).
КРЕДИТ |
Абстрактные:
Как сообщили ученые из Токийского технологического института, замечательная протонная и оксидно-ионная (двойная ионная) проводимость гексагонального оксида, родственного перовскиту, Ba7Nb3.8Mo1.2O20.1 перспективна для электрохимических устройств следующего поколения. Мы надеемся, что уникальные механизмы транспорта ионов, которые они представили, проложат путь к созданию более совершенных двухионных проводников, которые могут сыграть важную роль в технологиях чистой энергетики завтрашнего дня.
Пролить свет на уникальные механизмы проводимости в новом типе оксида перовскита
Токио, Япония | Опубликовано 17 ноября 2023 г.
Технологии чистой энергии являются краеугольным камнем устойчивого общества, а твердооксидные топливные элементы (ТОТЭ) и протонно-керамические топливные элементы (ПКТЭ) являются одними из наиболее многообещающих типов электрохимических устройств для производства экологически чистой энергии. Однако эти устройства по-прежнему сталкиваются с проблемами, которые препятствуют их разработке и внедрению.
В идеале ТОТЭ должны эксплуатироваться при низких температурах, чтобы предотвратить нежелательные химические реакции, приводящие к разложению составляющих их материалов. К сожалению, большинство известных оксидно-ионных проводников, ключевых компонентов ТОТЭ, демонстрируют приличную ионную проводимость только при повышенных температурах. Что касается ПХФУ, то они не только химически нестабильны в атмосфере углекислого газа, но также требуют энергоемких этапов высокотемпературной обработки во время производства.
К счастью, существует тип материала, который может решить эти проблемы, объединив преимущества ТОТЭ и ПКТЭ: двухионные проводники. Поддерживая диффузию как протонов, так и оксидных ионов, двухионные проводники могут обеспечивать высокую общую проводимость при более низких температурах и улучшать характеристики электрохимических устройств. Хотя сообщалось о некоторых двухионных проводящих материалах на основе перовскита, таких как Ba7Nb4MoO20, их проводимость недостаточно высока для практического применения, а лежащие в их основе механизмы проводимости недостаточно изучены.
На этом фоне исследовательская группа под руководством профессора Масатомо Яшима из Токийского технологического института, Япония, решила исследовать проводимость материалов, подобных 7Nb4MoO20, но с более высокой долей Mo (то есть Ba7Nb4-xMo1+xO20+x/2). . Их последнее исследование, проведенное в сотрудничестве с Австралийской организацией ядерной науки и технологий (ANSTO), Исследовательской организацией ускорителей высоких энергий (KEK) и Университетом Тохоку, было опубликовано в журнале Chemistry of Materials.
После скрининга различных составов Ba7Nb4-xMo1+xO20+x/2 команда обнаружила, что Ba7Nb3.8Mo1.2O20.1 обладает замечательной протонной и оксидно-ионной проводимостью. «Ba7Nb3.8Mo1.2O20.1 продемонстрировал объемную проводимость 11 мСм/см при 537 ℃ во влажном воздухе и 10 мСм/см при 593 ℃ в сухом воздухе. Суммарная проводимость постоянного тока при 400 ℃ во влажном воздухе у Ba7Nb3.8Mo1.2O20.1 в 13 раз выше, чем у Ba7Nb4MoO20, а объемная проводимость в сухом воздухе при 306 ℃ в 175 раз выше, чем у обычного диоксида циркония, стабилизированного иттрием. (YSZ)», — подчеркивает профессор Яшима.
Затем исследователи попытались пролить свет на механизмы, лежащие в основе таких высоких значений проводимости. С этой целью они провели ab initio молекулярно-динамическое моделирование (AIMD), эксперименты по дифракции нейтронов и анализ плотности длины рассеяния нейтронов. Эти методы позволили им более детально изучить структуру Ba7Nb3.8Mo1.2O20.1 и определить, что делает его особенным как двухионный проводник.
Интересно, что команда обнаружила, что высокая оксидно-ионная проводимость Ba7Nb3.8Mo1.2O20.1 обусловлена уникальным явлением (рис.). Оказывается, соседние мономеры MO5 в Ba7Nb3.8Mo1.2O20.1 могут образовывать димеры M2O9 за счет общего атома кислорода в одном из своих углов (M = Nb или катион Мо). Разрушение и реформирование этих димеров приводит к сверхбыстрому движению оксид-ионов, аналогично длинной очереди людей, передающих ведра с водой (оксид-ионы) от одного человека к другому. Кроме того, моделирование AIMD показало, что наблюдаемая высокая протонная проводимость обусловлена эффективной миграцией протонов в гексагональных плотноупакованных слоях BaO3 в материале.
В совокупности результаты этого исследования подчеркивают потенциал двухионных проводников на основе перовскита и могут служить руководством для рационального проектирования этих материалов. «Настоящие открытия о высокой проводимости и уникальных механизмах миграции ионов в Ba7Nb3.8Mo1.2O20.1 помогут развитию науки и техники в области оксидно-ионных, протонных и двухионных проводников», — заключает обнадеживающий профессор Яшима.
Мы надеемся, что дальнейшие исследования приведут нас к еще более лучшей проводимости материалов для энергетических технологий следующего поколения.
####
О Токийском технологическом институте
Tokyo Tech находится на переднем крае исследований и высшего образования как ведущий университет.
по науке и технике в Японии. Исследователи Токийского технологического института преуспевают в самых разных областях: от
от материаловедения до биологии, информатики и физики. Токийский технологический институт, основанный в 1881 году.
принимает более 10,000 XNUMX студентов и аспирантов в год, которые превращаются в научных
лидеры и некоторые из самых востребованных инженеров в промышленности. Воплощая японский стиль
Философия «моноцукури», что означает «техническая изобретательность и инновации», Токийский технологический институт
сообщество стремится внести свой вклад в жизнь общества посредством высокоэффективных исследований.
https://www.titech.ac.jp/english/
Для получения дополнительной информации, пожалуйста, нажмите здесь
Контактная информация:
Эмико Кавагути
Токийский технологический институт
Офис: + 81-3-5734-2975
Copyright © Токийский технологический институт
Если у вас есть комментарий, пожалуйста Контакты нас.
Издатели новостных выпусков, а не 7th Wave, Inc. или Nanotechnology Now, несут единоличную ответственность за точность содержания.
Ссылки по теме |
Связанные новости Пресса |
Новости и информация
Ночное радиационное потепление с использованием атмосферы Ноябрь 17th, 2023
Новый вид магнетизма Ноябрь 17th, 2023
Перовскиты
Возможные Фьючерсы
Наночастицы серебра: гарантия антимикробного и безопасного чая Ноябрь 17th, 2023
Трехсторонний подход позволяет выявить качества квантово-спиновых жидкостей Ноябрь 17th, 2023
Ночное радиационное потепление с использованием атмосферы Ноябрь 17th, 2023
Находки
Ночное радиационное потепление с использованием атмосферы Ноябрь 17th, 2023
Новый вид магнетизма Ноябрь 17th, 2023
Объявления
Ночное радиационное потепление с использованием атмосферы Ноябрь 17th, 2023
Новый вид магнетизма Ноябрь 17th, 2023
Интервью / Рецензии на книги / Рефераты / Репортажи / Подкасты / Журналы / Официальные документы / Плакаты
Ночное радиационное потепление с использованием атмосферы Ноябрь 17th, 2023
Новый вид магнетизма Ноябрь 17th, 2023
Энергия
Эффективные перовскитные ячейки со структурированным антибликовым слоем – еще один шаг к более широкой коммерциализации Октябрь 6th, 2023
Успешная трансформация неорганических перовскитов без повреждения их функциональных свойств. Октябрь 6th, 2023
Опыт нековалентной связи: ученые открывают новые структуры для уникальных гибридных материалов, изменяя их химические связи. Июль 21st, 2023
Научно-исследовательские партнерства
Квазикристалл наночастиц, построенный из ДНК: прорыв открывает путь к проектированию и созданию более сложных структур Ноябрь 3rd, 2023
Электронное обнаружение наношариков ДНК обеспечивает простое обнаружение патогенов. Рецензируемая публикация 8-сентября, 2023
Солнечная / фотоэлектрической
Эффективные перовскитные ячейки со структурированным антибликовым слоем – еще один шаг к более широкой коммерциализации Октябрь 6th, 2023
Универсальная стратегия превращения порошка в порошок с добавкой HCl для получения бессвинцовых перовскитов. Март 24th, 2023
- SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
- PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
- ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
- ПлатонЭСГ. Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
- ПлатонЗдоровье. Биотехнологии и клинические исследования. Доступ здесь.
- Источник: http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=57424
- :является
- :нет
- :куда
- 000
- 1
- 10
- 11
- 13
- 17
- 21
- 24
- 28
- 3
- 400
- 6
- 7
- 8
- a
- AC
- ускоритель
- точность
- адрес
- примыкающий
- Принятие
- AIR
- причислены
- Несмотря на то, что
- среди
- an
- анализирует
- и
- Другой
- Приложения
- подхода
- апрель
- МЫ
- около
- AS
- At
- атом
- австралийский
- задник
- основа
- BE
- было
- за
- Преимущества
- Лучшая
- биология
- изоферменты печени
- Дно
- Разрыв
- брейки
- прорыв
- Строительство
- но
- by
- CAN
- кандидат
- углерод
- двуокись углерода
- ячейка
- Клетки
- Центр
- CGI
- проблемы
- химический
- химия
- чистым
- чистая энергия
- нажмите на
- холодный
- сотрудничество
- COM
- сочетание
- комбинируя
- комментарий
- маркетинг
- коммерциализация
- комплекс
- компонент
- компьютер
- Информатика
- заключает
- проводятся
- проведение
- проводимость
- дирижер
- составной
- содержание
- способствовать
- контроль
- обычный
- углов
- краеугольный камень
- соответствует
- может
- кредит
- Текущий
- повреждения
- данным
- сделка
- приличный
- решенный
- из
- плотность
- Проект
- проектирование
- подробность
- обнаружение
- Определять
- развивать
- Развитие
- Устройства
- Вещание
- направлять
- обнаружить
- распределение
- Г-жа
- сухим
- два
- в течение
- динамика
- Обучение
- затрат
- эффективный
- Электронный
- возвышенный
- включен
- позволяет
- конец
- энергетика
- Проект и
- Инженеры
- достаточно
- существенный
- Эфир (ETH)
- Даже
- Excel
- проявлять
- экспонировались
- опыт
- Эксперименты
- Face
- что его цель
- БЫСТРО
- Поля
- фигура
- результаты
- Что касается
- Передний край
- форма
- найденный
- Основана
- доля
- от
- топливо
- топливные элементы
- функциональная
- фундаментальный
- далее
- Более того
- будущее
- поколение
- GIF
- дает
- Глобальный
- выпускник
- Графен
- большой
- Зелёная
- зеленая сила
- методические рекомендации
- было
- Есть
- помощь
- помог
- High
- высший
- Высшее образование
- Выделите
- основной момент
- препятствовать
- надежды
- надежды
- С надеждой
- Однако
- HTTP
- HTTPS
- Гибридный
- if
- улучшать
- in
- Инк
- промышленность
- информация
- изобретательность
- Инновации
- Институт
- Мультиязычность
- Международная космическая станция
- в
- исследовать
- ионный
- IT
- Япония
- JPG
- июль
- Основные
- Вид
- известный
- лаборатория
- ориентир
- последний
- слой
- слоев
- ведущий
- Лиды
- привело
- оставил
- Длина
- легкий
- линия
- связи
- Длинное
- Низкий
- ниже
- ДЕЛАЕТ
- способ
- Март
- материала
- материалы
- смысл
- механизмы
- металл
- миграция
- молекулярный
- БОЛЕЕ
- самых
- двигаться
- движение
- нанотехнологии
- природа
- сеть
- Новые
- Новости
- следующий
- следующее поколение
- Николай
- Ноябрь
- сейчас
- ядерный
- наблюдается
- октябрь
- of
- on
- ONE
- только
- Откроется
- работать
- or
- организация
- организация
- внешний
- за
- Oxygen
- вымостить
- рецензируемых
- Люди
- для
- производительность
- человек
- явление
- PHP
- Физика
- Платон
- Платон Интеллектуальные данные
- ПлатонДанные
- Играть
- пожалуйста
- После
- размещены
- потенциал
- мощностью
- практическое
- Практическое применение
- подготовка
- представить
- нажмите
- Пресс-релизы
- предотвращать
- вероятность
- зонд
- проблемам
- обработка
- Профессор
- многообещающий
- протоны
- опубликованный
- качества
- Квантовый
- ранжирование
- Рациональный
- реакции
- реализовать
- запись
- Red
- Reddit.
- освободить
- публикации
- замечательный
- Сообщается
- требовать
- исследованиям
- исследователи
- ответственный
- Итоги
- возвращают
- Показали
- правую
- Рост
- Роли
- Сохранить
- Наука
- Наука и технологии
- Ученые
- скрининг
- Поиск
- сентябрь
- служить
- Поделиться
- разделение
- проливать
- должен
- Шоу
- Признаки
- аналогичный
- просто
- Снимок
- Общество
- солнечный
- только
- РЕШАТЬ
- некоторые
- искать
- Space
- космическая станция
- особый
- Вращение
- квадраты
- стоит
- Начало
- станция
- Шаг
- Шаги
- По-прежнему
- Стратегия
- стремится
- Структура
- структурированный
- структур
- Студенты
- Кабинет
- отправить
- такие
- Сверхпроводимость
- поддержки
- Стабильность
- комфортного
- снасти
- команда
- технологии
- снижения вреда
- технологии
- Технологии
- чем
- который
- Ассоциация
- мир
- их
- Их
- Там.
- Эти
- они
- этой
- Через
- раз
- в
- вместе
- Токио
- инструменты
- топ
- Всего
- к
- переходы
- Получается
- напишите
- Типы
- под
- лежащий в основе
- понимать
- К сожалению
- созданного
- Universal
- Университет
- представила
- нежелательный
- us
- использование
- через
- Наши ценности
- различный
- законопроект
- Вода
- Wave
- Путь..
- ЧТО Ж
- Что
- который
- КТО
- Шире
- будете
- без
- Мир
- Yahoo
- год
- являетесь
- зефирнет