Фазовые переходы порядок - беспорядок и суперионная проводимость в соединениях MCB11H12 и MCB9H10 (M = Li, Na)

А.В. Скрипов, А.В. Солонинин, О.А. Бабанова, Р.В. Скорюнов

Обнаружено, что в твердых растворах карбо-замещенных клозо-боратов щелочных металлов MCB11H12 и MCB9H10 (M = Li, Na) неупорядоченная фаза с исключительно высокой ионной проводимостью стабилизируется вплоть до низких температур. Это позволило получить соединения с наивысшими значениями проводимости по ионам Na+ при комнатной температуре среди всех известных твердых ионных проводников. Полученные результаты важны для поиска перспективных твердых электролитов для электрохимических источников тока.

 

 

Температурные зависимости скорости спин-решеточной релаксации 1Н для NaCB11H12 (красные символы) и твердого раствора Na2(CB9H10)(CB11H12) (черные символы), измеренные на частоте 28 МГц. Скачкообразное изменение скорости релаксации в NaCB11H12 вблизи 370 K связано с фазовым переходом порядок-беспорядок. В твердом растворе Na2(CB9H10)(CB11H12) со смешанными анионами этот фазовый переход подавляется.

(Лаборатория кинетических явлений ИФМ УрО РАН; авторы: А.В. Скрипов, А.В. Солонинин, О.А. Бабанова, Р.В. Скорюнов. Результаты опубликованы в J. Phys. Chem. C. (2015), в Adv. Energy Mater. (2016) и в ACS Energy Lett. (2016). Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 15-03-01114.)

 

Полный список публикаций по представляемой работе:

  1. A.V. Skripov, R.V. Skoryunov, A.V. Soloninin, O.A. Babanova, W.S. Tang, V. Stavila, T.J. Udovic. Anion reorientations and cation diffusion in LiCB11H12 and NaCB11H12: 1H, 7Li, and 23Na NMR studies // J. Phys. Chem. C, 119, 26912-26918 (2015).
  2. W.S. Tang, M. Matsuo, H. Wu, V. Stavila, W. Zhou, A.A. Talin, A.V. Soloninin, R.V. Skoryunov, O.A. Babanova, A.V. Skripov, A. Unemoto, S. Orimo, T.J. Udovic. Liquid-like ionic conduction in solid lithium and sodium monocarba-closo-decaborates near or at room temperature // Adv. Energy Mater., 6, 1502237 (2016).
  3. W.S. Tang, K. Yoshida, A.V. Soloninin, R.V. Skoryunov, O.A. Babanova, A.V. Skripov, M. Dimitrievska, V. Stavila, S. Orimo, T.J. Udovic. Stabilizing superionic-conducting structures via mixed-anion solid solutions of monocarba-closo-borate salts // ACS Energy Lett., 1, 659-664 (2016).