НАСИКОН - Википедия - NASICON

2 × 2 элементарная ячейка Na3Zr2(SiO4)2(PO4) (x = 2), который является наиболее распространенным материалом NASICON;[1] красный: O, фиолетовый: Na, светло-зеленый: Zr, темно-зеленый: сайты, общие для Si и P
Одна элементарная ячейка Na2Zr2(SiO4) (PO4)2 (х = 1); красный: O, фиолетовый: Na, светло-зеленый: Zr, темно-зеленый: сайты, общие для Si и P

НАСИКОН является акроним для натрия (Na) Sверх яоник ПРОТИВдуктор, который обычно относится к семейству твердых веществ с химической формулой Na1 + хZr2SiИксп3-хО12, 0 −3 См / см, что соперничает с жидкими электролиты. Они вызваны перескоками ионов Na между узлами внедрения кристаллической решетки NASICON.[2]

Характеристики

Кристаллическая структура соединений NASICON была охарактеризована в 1968 году. Это ковалентная сеть, состоящая из ZrO2.6 октаэдры и ПО4/ SiO4 тетраэдры которые имеют общие углы. Ионы натрия расположены в двух типах межузельных позиций. Они перемещаются между этими сайтами через узкие места, размер которых и, следовательно, NASICON электрическая проводимость, зависит от состава НАСИКОН, от загруженности площадки,[3] и от содержания кислорода в окружающей атмосфере. Проводимость уменьшается при x <2 или когда весь Si замещается на P в кристаллической решетке (и наоборот); его можно увеличить, добавив к NASICON редкоземельное соединение, такое как иттрия.[1]

Материалы NASICON могут быть получены в виде монокристаллов, поликристаллических керамических компактов, тонких пленок или в виде объемного стекла, называемого НАСИГЛАС. Большинство из них, кроме НАСИГЛАС и бесфосфорного Na4Zr2Si3О12, вступают в реакцию с расплавленным натрием при 300 ° C и поэтому не подходят для электрических батарей, в которых натрий используется в качестве электрода.[2] Однако мембрана NASICON рассматривается для натриево-серная батарея где натрий остается твердым.

Возможные приложения

Основное применение материалов NASICON - это твердый электролит в натриево-ионный аккумулятор. Некоторые NASICON демонстрируют низкий коэффициент теплового расширения (<10−6 K−1), который используется для изготовления точных инструментов и бытовой посуды. NASICON могут быть легированы редкоземельными элементами, такими как Eu, и использоваться в качестве люминофор. Их электрическая проводимость чувствительна к молекулам в окружающей атмосфере, и это явление можно использовать для обнаружения CO.2, ТАК2, НЕТ НЕТ2, NH3 и H2Газы S. Другие приложения NASICON включают катализ, иммобилизацию радиоактивных отходов и удаление натрия из воды.[2]

Рекомендации

  1. ^ а б Фергус, Дж. У. (2012). «Ионный транспорт в натрий-ионопроводящих твердых электролитах». Ионика твердого тела. 227: 102–112. Дои:10.1016 / j.ssi.2012.09.019.
  2. ^ а б c Anantharamulu, N .; Koteswara Rao, K .; Rambabu, G .; Виджая Кумар, Б .; Радха, V .; Витал, М. (2011). «Обширный обзор материалов типа Nasicon». Журнал материаловедения. 46 (9): 2821. Bibcode:2011JMatS..46.2821A. Дои:10.1007 / s10853-011-5302-5. S2CID  136385448.
  3. ^ Кнаут, П. (2009). «Неорганические твердые ионно-литиевые проводники: обзор». Ионика твердого тела. 180 (14–16): 911–916. Дои:10.1016 / j.ssi.2009.03.022.