Il metodo del flusso ad alta pressione produce ossiidruro puro

Gli scienziati della Tokyo Tech hanno rivelato che l’aggiunta di flusso durante la sintesi dell’ossiidruro è una strategia promettente per ottenere un prodotto puro e omogeneo. e SrCl₂ Il flusso ha promosso la dissoluzione di parte dei reagenti e ha facilitato la diffusione dei reagenti, che si è rivelata la chiave per produrre SrVO di elevata purezza_2.4H_0.6 o padre₃Quinto₂UN_6.2H_0.8 Perovskite ossiidruro in reazioni ad alta pressione e ad alta temperatura. Questi composti hanno un potenziale come catalizzatori e come materiali per elettrodi per batterie agli ioni di litio.

Ossidruro di perovskite contenente ossido (O^2-) e idruro (H^–) sono composti promettenti con applicazioni in sistemi catalitici e batterie. Sfortunatamente, la sintesi di ossiidruri è solitamente molto impegnativa, principalmente a causa della natura altamente reattiva di H^– anioni.

Era noto che le reazioni ad alta pressione e ad alta temperatura sono efficaci nella sintesi dell’ossiidruro. Ad esempio, circa₂voce_{4 S}H_X Le perovskiti possono essere sintetizzate direttamente da precursori di ossido e idruro in reazioni ad alta pressione e ad alta temperatura. La caratteristica principale di queste reazioni è che H^– Il contenuto nel prodotto finale può essere regolato modificando la composizione e la proporzione dei precursori. Ciò significa sostanzialmente che anche le proprietà elettroniche e magnetiche del prodotto sono personalizzabili. A differenza di circa₂voce_{4 S}H_Xe la sintesi di SrVO_3xH_X Si rivela più difficile, perché le necessarie reazioni ad alta pressione e ad alta temperatura portano alla formazione di molte impurità e prodotti eterogenei, principalmente a causa dell’insufficiente diffusione dei componenti solidi.

In un recente studio pubblicato su Giornale dell’American Chemical SocietyUn gruppo di ricerca guidato dall’assistente professore Takafumi Yamamoto dell’Institute for Innovative Research presso il Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) ha trovato una soluzione a questo problema. Hanno sviluppato un nuovo approccio per la sintesi di SrVO ad alta purezza_2.4H_0.6 e a proposito di₃Quinto₂UN_6.2H_0.8, e due nuovi ossiidruri di perovskite. Questo studio è stato condotto nell’ambito di un progetto di ricerca in collaborazione con il National Institutes of Quantum Science and Technology, in Giappone.

I ricercatori hanno iniziato con SrO, SrH₂e v.₂UN₃SrCl aggiunto₂ per questi reagenti. Hanno osservato differenze nella composizione dei campioni preparati in condizioni diverse utilizzando una tecnica chiamata diffrazione di raggi X di sincrotrone in situ, facendo luce sul ruolo di SrCl.₂ nella reazione. Ha agito come un flusso ad alta temperatura di 1200 ℃ e alta pressione di 2 GPa, che ha facilitato la fusione e la dissoluzione di parte dei reagenti, favorendo così la diffusione. Pertanto, i ricercatori sono stati in grado di sopprimere lo sviluppo di prodotti eterogenei che di solito compaiono a causa di una diffusione insufficiente e di ottenere SrVO altamente puro._2.4H_0.6 o padre₃Quinto₂UN_6.2H_0.8 perovskite ossiidruro.

Inoltre, il team ha analizzato le proprietà elettrochimiche dell’ossiidruro di perovskite preparato come materiale per elettrodi. Con bassi potenziali d’azione, eccellente reversibilità e proprietà ad alto tasso, SrVO_3xH_X Può essere adatto come elettrodo negativo per le batterie agli ioni di litio, che è il primo per un ossiidruro», sottolinea il dott. Yamamoto.

Nel complesso, l’utilizzo del flusso per migliorare i percorsi di reazione desiderabili nelle reazioni ad alta pressione e ad alta temperatura potrebbe essere una potente strategia per il rilascio di un gran numero di nuovi composti oltre agli ossiidruri di perovskite. Il dott. osserva. Yamamoto: “L’approccio modulare proposto sarebbe efficace anche per sintetizzare diversi tipi di sistemi multicomponente”.

Speriamo che questi risultati portino a nuove scoperte nello stoccaggio dell’energia e in altre aree della chimica applicata!

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