イオン伝導性（固体）

イオン伝導率（ $λ$ で表される）は、物質のイオン伝導傾向の尺度です。イオン伝導はイオンの移動です。この現象は固体と溶液で観察されます。イオン伝導は電流の1つのメカニズムです。^[1]

結晶固体では

ほとんどの固体では、イオンは固定された位置を堅固に占め、隣接する原子またはイオンに強く抱かれています。一部の固体では、選択されたイオンは移動性が高く、イオン伝導が可能です。移動性は温度とともに増加します。この特性を示す材料は、バッテリーに使用されます。よく知られているイオン伝導性固体は、 β''-アルミナ(「BASE」) です。これは、ナトリウム陽イオンがホップできるチャネルを持つ酸化アルミニウムの一種です。このセラミックは、 Na ⁺などの移動イオンと複合すると、いわゆる高速イオン伝導体として機能します。BASE は、いくつかのタイプの溶融塩電気化学セルの膜として使用されます。^[2]

歴史

固体中のイオン伝導は、19 世紀初頭から関心を集めてきました。マイケルファラデーは 1839 年に、電気分解の法則がフッ化鉛 (II) ( PbF ₂ ) や硫化銀( Ag ₂ S )などのイオン性固体でも適用されることを証明しました。1921 年には、固体ヨウ化銀( AgI ) が 147 °C を超える温度で非常に高いイオン伝導率を示すことがわかり、AgI はイオン伝導率が約 1 –1 cm ⁻¹の相に変化します。^[^{説明が必要}^] AgI のこの高温相は、超イオン伝導体の一例です。この固体の無秩序な構造により、Ag ⁺イオンは容易に移動できます。現在のイオン伝導率の記録保持者は、関連物質のAg ₂ [HgI ₄ ]です。^[3] β''-アルミナは、フォードモーター社でナトリウム硫黄電池の開発中に電気自動車用の蓄電装置を求めて開発されました。^[2]

参照

参考文献

^ リチャード・タートン (2000) 『固体の物理学』ニューヨーク:オックスフォード大学出版局ISBN 0-19-850352-0。
^ ab Lu, Xiaochuan; Xia, Guanguang; Lemmon, John P.; Yang, Zhenguo (2010). 「ナトリウム-ベータアルミナ電池向け先進材料：現状、課題、展望」Journal of Power Sources . 195 (9): 2431–2442. Bibcode :2010JPS...195.2431L. doi :10.1016/j.jpowsour.2009.11.120.
^ グリーンウッド、ノーマン N. ; アーンショウ、アラン (1997)。元素の化学(第 2 版)。バターワース-ハイネマン。p. 800。ISBN 978-0-08-037941-8。

外部リンク

J化学物理学

[1] リチャード・タートン (2000) 『固体の物理学』ニューヨーク:オックスフォード大学出版局ISBN 0-19-850352-0。

[Lu_et_al._2010-2] Lu, Xiaochuan; Xia, Guanguang; Lemmon, John P.; Yang, Zhenguo (2010). 「ナトリウム-ベータアルミナ電池向け先進材料：現状、課題、展望」Journal of Power Sources . 195 (9): 2431–2442. Bibcode :2010JPS...195.2431L. doi :10.1016/j.jpowsour.2009.11.120.

[3] グリーンウッド、ノーマン N. ; アーンショウ、アラン (1997)。元素の化学(第 2 版)。バターワース-ハイネマン。p. 800。ISBN 978-0-08-037941-8。