Новости химической науки > Твердые вещества, богатые подвижными ионами лития

Распространение мобильных телефонов, ноутбуков и других портативных электронных и вычислительных приборов обусловлено разработкой для их питания литиевых аккумуляторов.

Эти аккумуляторы обеспечивают высокую плотность энергии и, в отличие от других аккумуляторов, не демонстрируют «эффект памяти». Однако, несмотря на все свои преимущества, современные литиевые аккумуляторы нельзя назвать полностью удовлетворяющими текущим запросам электроники, необходима разработка новых аккумуляторов и топливных ячеек с повышенной подвижностью ионов лития.

Исследователи из Германии разработали новый класс неорганических соединений с ионной проводимостью, структура которых подобна структуре минерала аргиродита argyrodite. Ганс-Йорг Дизерот (Hans-Jörg Deiseroth) сообщает о наиболее проводимом представителе «рукотворных» минералов аргиродитовой группы.

Рисунок из Ang. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 755

Для ионной проводимости необходимо создание материала, в котором подвижность ионов (в данном случае – лития) была бы максимально возможной. Исследователи начали с изучения хорошо известного минерала – аргиродита (Ag₈GeS₆), ионы серебра в котором отличаются очень высокой подвижностью.

Отдельные компоненты минерала могут быть замещены другими элементами, но типичная структура минерала при этом сохраняется. В настоящее время термин аргиродит относится не к отдельному минералу, а к целому классу соединений со специфическим расположением атомов. Исследователи из Германии получили аргиродит состава Li₆PS₅X (X: Cl^–, Br^– или I^–).

В кристаллической решетке полученного материала фосфор, сера и атомы галогена образуют плотный тетраэдр, пустоты которого заполнены ионами лития. Благодаря такому строению ионы лития могут «перескакивать» от пустоты к пустоте. Свободное движение ионов обуславливает высокую ионную проводимость твердого вещества, а бромсодержащий аргиродит, полученный немецкими учеными демонстрирует самую высокую к настоящему времени подвижность ионов лития в твердом соединении.

Источник: Ang. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 755, DOI: 10.1002/anie.200703900

метки статьи: #неорганическая химия, #новые материалы, #физическая химия