Mixed conductor
Аралаш ўтказгичлар, шунингдек, аралаш ион-электрон ўтказгичлар (МИЭC) сифатида ҳам танилган, ион ва электрон ўтказувчанликка эга бўлган бир фазали материалдир.[1][2][3] Аралаш ўтказувчанлик туфайли расмий равишда нейтрал турлар қаттиқ ҳолатда ташилиши мумкин. Шунинг учун оммавий сақлаш ва қайта тақсимлаш имконияти мавжуд. Аралаш ўтказгичлар юқори ҳароратли суперўтказувчанлик билан конжугацияда яхши маълум ва тез қаттиқ ҳолат реаксияларини сиғдира олади.
Улар батареялар ва ёнилғи хужайраларида катализаторлар (оксидланиш учун), ўтказувчан мембраналар, сенсорлар ва электродлар сифатида ишлатилади, чунки улар кимёвий сигналларни тез ўтказиш ва кимёвий компонентларни ўтказиш имконини беради.[3] деган тахминлар бор эд.
Стронсий титанат (СрТиО3), титан диоксиди (ТиО2), (Ла,Ба,Ср)(Мн,Фе,Cо)О</бр> (Ла,Ба,Ср)(Мн,Фе,Cо)О,Ла2CуО</бр> (Ла,Ба,Ср)(Мн,Фе,Cо)О, серий (ИВ) оксиди (CеО2), литий темир фосфат (ЛиФеПО4) ваЛиМнПО4 аралаш ўтказгичларга мисолдир.[1]
Кириши
МИЭC материаллари одатда нонстоихиометрик оксидларга эга бўлиб, уларнинг кўпчилиги А-сайтда ноёб тупроқ металлари ва Б-сайтда ўтиш металлари билан перовскит тузилмаларига эга бўлган.[4] Бундай оксиднинг панжарасига турли ионларни алмаштириш тешикларнинг пайдо бўлиши орқали электрон ўтказувчанликни ошириши ва кислород вакансияларини ривожлантириш орқали ион ўтказувчанлигини келтириб чиқариши мумкин.[4] Ушбу механизм нуқсон назарияси деб номланади, бу каби нуқсонлар тез тарқалиш учун қўшимча йўлларни таклиф қилади.[5] Бошқа истиқболли материалларга пирохлор, жигаррангмиллерит, Руддлесден-Поппер ва орторомбик К 2 НиФ 4 типидаги тузилмалар киради.[5]
Бироқ, бошқа дизайн параметрлари билан мос келадиган ҳақиқий (бир фазали) МИЭCларни топиш қийин бўлиши мумкин, шунинг учун кўплаб тадқиқотчилар ҳетерожен МИЭC материалларига (Ҳ-МИЭCс) мурожаат қилишди. Ҳ-МИЭC икки фазанинг композит аралашмасидир: бири ионларни ўтказиш учун, иккинчиси электронлар ёки тешикларни ўтказиш учун.[6] Ушбу материаллар оптимал электрон ва ион ташишга эришиш учун концентрация даражасини созлаш орқали ўз хусусиятларини муайян иловалар учун созлаш қобилияти учун мақбулдир.[7] Ғовакли Ҳ-МИЭCлар шунингдек, юқори каталитик фаолликни таъминлайдиган уч фаза ўртасида уч фазали чегараларни (ТПБ) шакллантиришга имкон берувчи ғовак кўринишидаги учинчи фазани ҳам ўз ичига олади.[7]
Иловалар
СОФC/СОЭC
Ҳозирги замонавий қаттиқ оксидли ёнилғи хужайралари (СОФC) ва электролиз хужайралари (СОЭC) кўпинча МИЭC материалларидан тайёрланган электродларни ўз ичига олади. СОФCлар ёнилғи хужайралари орасида ноёбдир, чунки манфий зарядланган ионлар (О 2-) электролитлар бўйлаб катоддан анодга ўтказилади ва бу МИЭC катод материалларини юқори самарадорликка эришиш учун муҳим қилади. Ушбу ёнилғи хужайралари қуйидаги оксидланиш-қайтарилиш реаксияси билан ишлайди:
- Анод реаксияси : 2Ҳ 2 + 2О 2− → 2Ҳ 2 О + 4э −
- Катод реаксияси : О 2 + 4э - → 2О 2−
- Умумий ҳужайра реаксияси : 2Ҳ 2 + О 2 → 2Ҳ 2 О
Лантан стронсий кобалт феррити (ЛСCФ) каби МИЭCлар кўпинча замонавий ёнилғи хужайраси тадқиқотларининг мавзуси бўлиб, улар пасайиш реаксиясини фақат катод/электролит интерфейсида эмас, балки бутун катод юзасида содир бўлишига имкон беради.[8]
Энг кўп ишлатиладиган кислород электроди (катод) материалларидан бири Ҳ-МИЭC ЛСМ-ЙСЗ бўлиб, Й 2 О 3 қўшилган ЗрО 2 искала устига инфилтрация қилинган лантан стронсий манганит (ЛСМ) дан иборат.[9] ЛСМ нанозарралари электрон ўтказувчан йўлни ва пасайиш реаксияси учун юқори зичликдаги ТПБларни таъминлаш учун гöзенекли ЙСЗ искала деворларига ётқизилади.[9]
Шунингдек қаранг қўшимча
- Тез ион ўтказгич
- Протон ўтказгич
- Суперўтказувчанлик
Манбалар
- ↑ 1,0 1,1 1,2 „Михед cондуcторс“. Мах Планcк институте фор солид стате ресеарч. Қаралди: 2016-йил 16-сентябр. Манба хатоси: Инвалид
<реф>таг; наме "МПГ" дефинед мултипле тимес wитҳ дифферент cонтент - ↑ И. Риэсс (2003). „Михед иониc–элеcтрониc cондуcторс—материал пропертиэс анд апплиcатионс“. Солид Стате Иониcс. 157-жилд, № 1–4. 1–17-бет. дои:10.1016/С0167-2738 (02)00182-0.
{{cите магазине}}: Чеcк|дои=валуэ (ёрдам) - ↑ 3,0 3,1 Чиа-Чин Чен; Лижун Фу; Жоачим Маиэр (2016). „Сйнергистиc, ултрафаст масс стораге анд ремовал ин артифиcиал михед cондуcторс“. Натуре. 536-жилд, № 7615. 159–164-бет. Бибcоде:2016Натур.536..159C. дои:10.1038/натуре19078. ПМИД 27510217. Манба хатоси: Инвалид
<реф>таг; наме "Натуре" дефинед мултипле тимес wитҳ дифферент cонтент - ↑ 4,0 4,1 Тераока, Й. (1988-йил январ). „Михед иониc-элеcтрониc cондуcтивитй оф Ла1−хСрхCо1−йФейО3−δ перовските-тйпе охидес“. Материалс Ресеарч Буллетин. 23-жилд. 51–58-бет. дои:10.1016/0025-5408 (88)90224-3.
{{cите магазине}}: Чеcк|дои=валуэ (ёрдам); сана киритилиши керак бўлган параметрга берилган қийматни текшириш лозим:|дате=(ёрдам) - ↑ 5,0 5,1 Сунарсо, Жака (15-июл 2008-йил). „Михед иониc–элеcтрониc cондуcтинг (МИЭC) cерамиc-басед мембранес фор охйген сепаратион“. Жоурнал оф Мембране Сcиэнcе. 320-жилд, № 1–2. 13–41-бет. дои:10.1016/ж.мемсcи.2008.03.074.
{{cите магазине}}: CС1 маинт: дате формат () - ↑ Риэсс, И (2003-йил феврал). „Михед иониc–элеcтрониc cондуcторс—материал пропертиэс анд апплиcатионс“. Солид Стате Иониcс. 157-жилд, № 1–4. 1–17-бет. дои:10.1016/С0167-2738 (02)00182-0.
{{cите магазине}}: Чеcк|дои=валуэ (ёрдам); сана киритилиши керак бўлган параметрга берилган қийматни текшириш лозим:|дате=(ёрдам) - ↑ 7,0 7,1 Wу, Зҳонглин (1996-йил декабр). „Моделинг оф амбиполар транспорт пропертиэс оф cомпосите михед иониc-элеcтрониc cондуcторс“. Солид Стате Иониcс. 93-жилд, № 1–2. 65–84-бет. дои:10.1016/С0167-2738 (96)00521-8.
{{cите магазине}}: Чеcк|дои=валуэ (ёрдам); сана киритилиши керак бўлган параметрга берилган қийматни текшириш лозим:|дате=(ёрдам) - ↑ Ленг, Ёнгжун (2008-йил июл). „Девелопмент оф ЛСCФ–ГДC cомпосите cатҳодес фор лоw-температуре солид охиде фуэл cеллс wитҳ тҳин филм ГДC элеcтролйте“. Интернатионал Жоурнал оф Ҳйдроген Энергй. 33-жилд, № 14. 3808–3817-бет. дои:10.1016/ж.ижҳйдене.2008.04.034.
{{cите магазине}}: сана киритилиши керак бўлган параметрга берилган қийматни текшириш лозим:|дате=(ёрдам) - ↑ 9,0 9,1 Шолклаппер, Тал (2006). „ЛСМ-Инфилтратед Солид Охиде Фуэл Cелл Cатҳодес“. Элеcтрочемиcал анд Солид-Стате Леттерс. 9-жилд, № 8. А376–А378-бет. дои:10.1149/1.2206011.