NASICON - NASICON - Wikipedia

2 × 2 jednotková buňka Na3Zr2(SiO4)2(PO4) (x = 2), což je nejběžnější materiál NASICON;[1] červená: O, fialová: Na, světle zelená: Zr, tmavě zelená: stránky sdílené Si a P
Jedna jednotková buňka Na2Zr2(SiO4) (PO4)2 (x = 1); červená: O, fialová: Na, světle zelená: Zr, tmavě zelená: stránky sdílené Si a P

NASICON je akronym pro sodík (Na) Super Jáonic OŠIDITdirigent, který obvykle označuje skupinu pevných látek s chemickým vzorcem Na1 + xZr2SiXP3 − xÓ12, 0 −3 S / cm, které konkurují kapalinám elektrolyty. Jsou způsobeny poskakováním iontů Na mezi intersticiálními místy krystalové mřížky NASICON.[2]

Vlastnosti

Krystalová struktura sloučenin NASICON byla charakterizována v roce 1968. Jedná se o kovalentní síť sestávající ze ZrO6 oktaedra a PO4/ SiO4 čtyřstěn které sdílejí společné rohy. Sodné ionty jsou umístěny ve dvou typech intersticiálních pozic. Mezi těmito weby se pohybují přes úzká místa, jejichž velikost, a tedy NASICON elektrická vodivost, záleží na složení NASICON, na obsazení stránky,[3] a na obsahu kyslíku v okolní atmosféře. Vodivost klesá pro x <2 nebo když je celý Si nahrazen P v krystalové mřížce (a naopak); lze ji zvýšit přidáním sloučeniny vzácných zemin k NASICONU, jako je např yttria.[1]

Materiály NASICON lze připravit jako monokrystaly, polykrystalické keramické výlisky, tenké filmy nebo jako objemové sklo zvané NASIGLAS. Většina z nich, kromě NASIGLAS a Na bez fosforu4Zr2Si3Ó12, reagují s roztaveným sodíkem při 300 ° C, a proto nejsou vhodné pro elektrické baterie, které používají jako elektrodu sodík.[2] U membrány NASICON se však uvažuje baterie sodík-síra kde sodík zůstává pevný.

Potenciální aplikace

Hlavní aplikací předpokládanou pro materiály NASICON je pevný elektrolyt v a sodíkově-iontová baterie. Některé NASICONy vykazují nízký koeficient tepelné roztažnosti (<10−6 K.−1), což je užitečné pro přesné nástroje a domácí nádobí. NASICONy mohou být dotovány prvky vzácných zemin, jako je Eu, a použity jako fosfory. Jejich elektrická vodivost je citlivá na molekuly v okolní atmosféře, což je jev, který lze použít k detekci CO2, TAK2, NE, NE2, NH3 a H2S plyny. Mezi další aplikace NASICON patří katalýza, imobilizace radioaktivního odpadu a odstraňování sodíku z vody.[2]

Reference

  1. ^ A b Fergus, J. W. (2012). "Transport iontů v sodíkových iontech vedoucích pevných elektrolytech". Ionika v pevné fázi. 227: 102–112. doi:10.1016 / j.ssi.2012.09.019.
  2. ^ A b C Anantharamulu, N .; Koteswara Rao, K .; Rambabu, G .; Vijaya Kumar, B .; Radha, V .; Vithal, M. (2011). „Rozsáhlá recenze materiálů typu Nasicon“. Journal of Materials Science. 46 (9): 2821. Bibcode:2011JMatS..46.2821A. doi:10.1007 / s10853-011-5302-5. S2CID  136385448.
  3. ^ Knauth, P. (2009). "Anorganické pevné Li iontové vodiče: Přehled". Ionika v pevné fázi. 180 (14–16): 911–916. doi:10.1016 / j.ssi.2009.03.022.