Протонный проводник

Протонный проводник - это электролит (обычно твердый электролит), в котором H+ являются основными носителями заряда.

Состав

Кислотные растворы обладают протонной проводимостью, однако чистые протонные проводники обычно представляют собой сухие твердые вещества. Например - полимеры или керамика. Водяной лёд - распространенный пример чистого протонного проводника, хотя и относительно плохого.[1] Однако особая форма водяного льда, суперионная вода, проводит гораздо более эффективно, чем обычный водяной лед.[2] Твердофазная протонная проводимость была впервые предложена Альфредом Уббелоде и С.Э. Роджерсом в 1950 г, хотя токи протонов электролита были известны с 1806 г.

Протонная проводимость также наблюдалась в протонных проводниках нового типа для топливных элементов - протонных органических ионных пластических кристаллах (ПОИПК), таких как перфторбутансульфонат 1,2,4-триазолина и метансульфонат имидазолина. В частности, высокая ионная проводимость 10 mS/cm достигается при 185° C в пластической фазе метансульфоната имидазолина.

Протонные проводники в виде тонких мембран являются неотъемлемой частью небольших недорогих топливных элементов. Полимерный нафион является типичным проводником протонов в топливных элементах. Желеобразное вещество, подобное нафиону, находящееся в ампулах Лоренцини у акул, имеет протонную проводимость лишь немного ниже, чем нафион.[3]

Также известно о высокой протонной проводимости среди щелочноземельных цератов и перовскитных материалов на основе цирконата, таких как акцепторный легированный SrCeO3, BaCeO3 and BaZrO3. Относительно высокая протонная проводимость также была обнаружена в ортониобатах, ​​ортотанталатах а так же в вольфраматах редкоземельных элементов.

Примечания
  1. Lecture 12: Proton conduction, proton channels, proton wells. www.life.illinois.edu. Дата обращения: 1 июня 2021.
  2. Emiko Sugimura, Tetsuya Komabayashi, Kenji Ohta, Kei Hirose, Yasuo Ohishi. Experimental evidence of superionic conduction in H2O ice // The Journal of Chemical Physics. — 2012-11-21. — Т. 137, вып. 19. — С. 194505. — ISSN 0021-9606. — doi:10.1063/1.4766816.
  3. Erik E. Josberger, Pegah Hassanzadeh, Yingxin Deng, Joel Sohn, Michael J. Rego. Proton conductivity in ampullae of Lorenzini jelly // Science Advances. — 2016-05-13. — Т. 2, вып. 5. — ISSN 2375-2548. — doi:10.1126/sciadv.1600112.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.