Novi uvid u mehanizam električne vodljivosti u fosfatnim staklima s oksidima prijelaznih metala
02.08.2023
Istraživanje koje su proveli znanstvenici Instituta Ruđer Bošković (IRB), Sveučilišta u Lilleu iz Francuske i Sveučilišta u Pardubicama iz Češke rasvjetljava ključne čimbenike koji utječu na električnu vodljivost fosfatnih stakala koja sadrže okside prijelaznih metala.
Foto: IRB
Rezultati istraživanja nedavno su objavljeni u uglednom časopisu 'Journal of Materials Chemistry' i imat će bitnog utjecaja na razvoj i primjenu stakala kako katodnih materijala u elektrokemijskim uređajima, objavljeno je na web stranici IRB-a.
Fosfatna stakla se koriste u optici, kemijskoj industriji i elektronici zbog svojih specifičnih svojstava poput transparentnosti, otpornosti na kemikalije i toplinu i zato što su dobri električni izolatori. Poboljšanje njihove elektronske vodljivosti omogućava njihovu širu primjenu u elektroničkim uređajima i potiče razvoj novih, naprednih energetskih uređaja. Također, omogućava podrobnije proučavanje njihovih električnih svojstava i otkrivanje novih za razvoj novih materijala za napredne aplikacije.
Istraživački tim, koji uz dr. Renka i dr. Šantić čine dr. sc. Luka Pavić s IRB-a, dr. sc. Radha D. Banhatti, dugogodišnja suradnica laboratorija, i dr. sc. Grégory Tricot sa Sveučilišta u Lilleu te dr. sc. Petr Kalenda, prof. Petr Mošner i prof. Ladislav Koudelka sa Sveučilišta u Pardubicama, vjeruje da će rezultati njihovog istraživanja potaknuti budući napredak u istraživanjima katodnih materijala na bazi oksidnih stakla, s ciljem poboljšanja učinkovitosti i sigurnosti elektrokemijskih uređaja. Povrh toga, iskorištavanjem mogućnosti optimiziranja električne vodljivosti promjenom sastava i strukture, znanstvenici i inženjeri mogu otvoriti nove mogućnosti za pohranu energije. Rastuća potražnja za učinkovitijim i sigurnijim elektrokemijskim uređajima, uključujući baterije, solarne i gorive ćelije, potaknula je intenzivna istraživanja električki vodljivih oksidnih stakala. Među njima, ekološki prihvatljiva fosfatna stakla privukla su pozornost znanstvenika zbog svojih povoljnih svojstava kao što su kemijska i toplinska stabilnost, te isplativa proizvodnja u različitim oblicima poput tankih filmova. Međutim, njihova relativno niska električna vodljivost predstavljala je ograničavajući faktor. Stoga je ovom istraživanju prioritet bio razumijevanje dinamike nositelja naboja i utjecaja strukturnih karakteristika kao ključnih elemenata za poboljšanje električnih svojstava ovih materijala. „Naša istraživanja pružaju dragocjena saznanja o strukturnim svojstvima i vodljivosti fosfatnih stakala s oksidima prijelaznih metala. Nadamo se da će ova saznanja potaknuti daljnji napredak u razvoju naprednih materijala za elektrokemijske uređaje i pridonijeti održivom energetskom sektoru'', zaključila je dr. sc. Sanja Renka.
Ovo istraživanje predstavlja jedan važan korak prema razumijevanju i optimizaciji fosfatnih stakala kao funkcionalnih materijala za elektrokemijske uređaje te pruža nove perspektive za razvoj energetski učinkovitih tehnologija u budućnosti.
Izvor: www.irb.hr