Des experts de l’université associés à Tsukuba, Tokyo Start of Technology, Hiroshima Institute of Technologies, et al. causé un mouvement substantiel associé aux ions oxyde à l’intérieur des cristaux de pérovskite en utilisant des impulsions de lumière ultraviolette (uv). Un tel mouvement fournit un moyen d’acheter de l’énergie dans l’acide urique. Ce développement peut aider les chercheurs à améliorer les caractéristiques des électrolytes à l’état solide dans les batteries et les piles à combustible. Pointage de crédit : Université de Tsukuba
Des chercheurs de votre université de Tsukuba utilisent des impulsions d’éclairage ultraviolet pour accéder à des propriétés de conducteur ionique qui sont autrement difficiles à atteindre en toute sécurité.
L’automobile et d’autres secteurs mettent beaucoup d’efforts au bureau pour améliorer l’efficacité des batteries électriques rechargeables et des tissus à carburant. Maintenant, des chercheurs du Japon ont fait la découverte qui permettra de nouvelles possibilités concernant l’équilibre environnemental futur dans cette ligne de fonction.
Dans une recherche récemment publiée dans Matériaux utilisés aujourd’hui , des chercheurs de l’université ou du collège de Tsukuba ont révélé que la lumière ultraviolette (uv) peut réguler le transport des ions d’oxyde dans une pérovskite de manière incroyable à température ambiante et, ce faisant, a introduit la partie auparavant inaccessible de la recherche.
La performance particulière des électrolytes des batteries et des piles à combustible dépend des mouvements des électrons et des ions dans l’électrolyte. La modulation du mouvement des ions oxyde au sein de l’électrolyte peut améliorer la fonctionnalité future du bloc-batterie et de la pile à combustible, par exemple, simplement en augmentant l’efficacité de l’espace de stockage d’énergie et de la sortie. L’utilisation de la lumière pour réguler les mouvements associés aux ions – ce qui élargit l’origine des entrées de puissance possibles – n’a été démontrée à ce jour que pour les petits ions comme les protons. Surmonter cette limitation particulière des mouvements ioniques réalisables est généralement quelque chose que les experts de l’Université associés à Tsukuba visaient à traiter.
“Traditionnellement, le transport d’atomes lourds et d’ions dans les matériaux à l’état solide continue d’être difficile”, déclare le co-auteur principal de l’étude, le professeur Masaki Hada. « Nous avons essayé de concevoir un moyen simple de le faire d’une manière qui s’intègre sans effort avec des intrants énergétiques respectueux de l’environnement. ”
Pour ce faire, les chercheurs se sont concentrés sur les cristaux de double pérovskite (symbole) qui sont similaires aux composants courants de la recherche sur les cellules à combustible. Ils ont découvert que la lumière ultraviolette (uv) brillante sur l’acide urique à la chaleur ambiante déplace les ions oxyde sans détruire les cristaux particuliers, ce qui signifie que la fonction particulière de l’acide urique est conservée.
« Les résultats de la diffraction des électrons, les résultats de la spectroscopie et les calculs correspondants ont confirmé cette interprétation », explique le professeur Hada. «À une énergie expédiée de deux millijoules par m². centimètre, environ 6% des ions d’oxyde subissent une condition importante dans les cristaux en quelques picosecondes, sans endommager l’étrangement. ”
Les liaisons cobalt-oxygène restreignent généralement de manière significative le mouvement des oxydes, mais le transfert d’électrons induit par la lumière ultraviolette peut rompre ces liaisons. Ce particulier facilite le mouvement des ions oxyde d’une manière qui accède à plusieurs états qui sont pertinents pour garder l’aperçu de l’énergie lumineuse.
Ces résultats ont des programmes divers. Une meilleure compréhension de l’utilisation de la lumière pour manipuler des structures étonnamment pertinentes pour l’espace de stockage d’énergie, d’une manière qui n’endommage pas les cristaux, apporte de nouvelles options dans les systèmes d’énergie alternative à l’échelle commerciale.
Recherche : « Transport d’oxygène photoinduit dans le cristal de cobalt à double pérovskite EuBaCo 2 U 5. 39 ”Simplement par Masaki Hada, Satoshi Ohmura, Tadahiko Ishikawa, Masaki Saigo, Naoya Keio, Wataru Yajima, Tatsuya Suzuki, Daisuke Urushihara, Kou Takubo, Yusuke Masaki, Makoto Kuwahara, Kenji Tsuruta, Yasuhiko Hayashi, Jiro Onoshi Yokoya, Takay , Fuyuki Shimojo, Muneaki Hase, Sumio Ishihara, Toru Asaka, Nobuyuki Abe, Taka-hisa Arima, Shin-ya Koshihara et Yoichi Okimoto, 2 septembre 2021, Matériaux appliqués de nos jours .
DOI : 10. 1016/j. apmt. 2021. 101167
Financement : Ce travail a été soutenu par The Japanese Society for the Advertising of Science (JSPS KAKENHI subventions des quantités JP17H06375, JP18H05208, JP20H05106, JP20H04657 et JP20H01832) et le Leading Effort for Excellent Younger Researchers, MEXT, The Japanese. Masaki Saigo a obtenu le soutien financier de votre bourse de recherche JSPS pour les jeunes chercheurs.
