Antiperovskit yang sangat konduktif dengan kisi anion lembut
Green Tech

Antiperovskit yang sangat konduktif dengan kisi anion lembut


Anion lunak, seperti ion belerang (S2-), menyediakan jalur konduksi yang ideal untuk ion natrium (Na +) dan litium (Li +), dengan ion hidrida (H-) membantu menstabilkan struktur senyawa. Kredit: Mindy Takamiya / Universitas Kyoto iCeMS

Susunan struktural atom baru menunjukkan janji untuk mengembangkan baterai yang lebih aman yang dibuat dari bahan padat. Para ilmuwan di Institut Ilmu Pengetahuan Bahan Sel Terpadu (iCeMS) Universitas Kyoto merancang jenis baru ‘antiperovskite’ yang dapat membantu upaya untuk menggantikan elektrolit organik yang mudah terbakar yang saat ini digunakan dalam baterai lithium ion. Temuan mereka dijelaskan dalam jurnal Komunikasi Alam.

Senyawa perovskit sedang diuji dan digunakan dalam berbagai teknologi karena kemampuannya yang sangat baik untuk menghantarkan listrik, di antara sifat-sifat lainnya. Mereka dapat dibuat dari kombinasi atom yang besar dengan rumus ABX3, di mana A dan B adalah atom bermuatan positif dan X adalah atom bermuatan negatif.

Baru-baru ini, para ilmuwan telah mengutak-atik senyawa yang disebut antiperovskites. Ini membalikkan rumus, menggabungkan dua jenis ‘anion’ bermuatan negatif dan satu jenis ‘kation bermuatan positif. “Mereka juga memiliki banyak sifat yang menarik, termasuk superkonduktivitas dan, berbeda dengan kebanyakan material, kontraksi saat pemanasan.

Antiperovskit yang kaya litium dan natrium, seperti Li3OCl dan Na3OCl, telah menarik banyak perhatian karena konduktivitas ioniknya yang tinggi dan konsentrasi logam alkali, menjadikannya kandidat yang menjanjikan untuk menggantikan elektrolit cair yang digunakan dalam baterai ion litium. “Tapi mencapai konduktivitas ion lithium yang sebanding dalam bahan padat merupakan tantangan,” jelas ahli kimia solid-state iCeMS, Hiroshi Kageyama, yang memimpin penelitian tersebut.

Kageyama dan timnya mensintesis keluarga baru antiperovskit kaya lithium dan natrium yang mulai mengatasi masalah ini. Alih-alih oksigen ‘keras’ dan anion halogen, antiperovskit mereka mengandung anion hidrogen, yang disebut hidrida, dan anion kalkogen ‘lunak’ seperti belerang.

Para ilmuwan melakukan berbagai penyelidikan teoritis dan eksperimental pada antiperovskit ini, dan menemukan bahwa kisi anion lunak menyediakan jalur konduksi yang ideal untuk ion litium dan natrium, yang selanjutnya dapat ditingkatkan dengan substitusi kimia.

Keuntungan dari keluarga baru antiperovskit ini tampaknya disebabkan, sebagian, pada kemampuan hidrida untuk mengubah ukurannya dan memperluas ruang komposisinya. Ini membantu menstabilkan struktur senyawa. Selain itu, mode getarannya yang anomali membantu konduktivitas ionik.

“Masih banyak ruang untuk perbaikan dengan eksperimen lebih lanjut dengan substitusi kimia,” kata Kageyama. “Hal ini pada akhirnya dapat menghasilkan elektrolit solid-state dalam baterai ion logam solid-state untuk kendaraan listrik berperforma tinggi.”


Penelitian baru menunjukkan dengan kepadatan energi tertinggi semua baterai solid-state yang sekarang dimungkinkan


Informasi lebih lanjut:
Shenghan Gao dkk. Antiperovskit berbasis hidrida dengan sublattic anionik lunak sebagai konduktor ionik alkali cepat, Komunikasi Alam (2021). DOI: 10.1038 / s41467-020-20370-2

Disediakan oleh Universitas Kyoto

Kutipan: Antiperovskites yang sangat konduktif dengan kisi anion lembut (2021, 12 Januari) diambil 12 Januari 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-01-highly-antiperovskites-soft-anion-lattices.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Lagutogel