5 мая 2022, 19:00

Ученые синтезировали новые минералоподобные фосфаты для создания аккумуляторов

  • Геология
  • Материаловедение
  • Неорганическая химия
  • Электрохимия

Геологи и физики Московского университета с коллегами синтезировали новые фосфаты: в широких каналах кристалла, сходного структурой с природным минералом элленбергеритом, были заключены катионы никеля и натрия. Особенности строения делают разработанные материалы перспективными в качестве элементов батарей — это безопасная и дешевая альтернатива используемым литий-никелевым аккумуляторам.

Ученые синтезировали новые минералоподобные фосфаты для создания аккумуляторов

Элленбергерит — силикатный минерал, в малых количествах входящий в состав метаморфических (то есть сильно преобразованных из материнской) пород. Он образуется при высоких давлениях (25-30 килобар) и 700-800°С, однако его фосфатные, арсенатные и ванадатные аналоги могут быть получены в лаборатории при более мягких гидротермальных условиях.

Сотрудники МГУ вместе с коллегами синтезировали новые минералоподобные фосфаты никеля и натрия, которые демонстрируют высокую термостабильность и необычные магнитные свойства при температурах порядка -213°С. Магнитное упорядочение обусловлено обменными взаимодействиями между атомами никеля, формирующими каркас. При нагреве в атмосфере аргона до высоких (около 800°С) температур новые фосфаты трансформируются в структуру, подобную другой минеральной фазе — саркопсиду.

Также авторы работы показали, что можно внедрить в широкие каналы гексагонального сечения катионы натрия, что делает минералоподобный фосфат ионопроводящей системой, однако насколько он будет эффективен в такой роли, еще предстоит выяснить. Исследователи надеются, что на основе их разработки получится создать катодный материал — безопасную и дешевую альтернативу широко применяемым сейчас литий-ионным аккумуляторам.

Источник:  Пресс-служба МГУ

Публикации из новости

Nonstoichiometric Ellenbergerite-Type Phosphates: Hydrothermal Synthesis, Crystal Chemistry, and Magnetic Behavior
Shvanskaya L.V., Yakubovich O.V., Krikunova P.V., Kiriukhina G.V., Ivanova A.G., Volkov A.S., Dimitrova O.V., Borovikova E.Y., Volkova O.S., Vasiliev A.N.
Q1 Inorganic Chemistry 2022 цитирований: 0