Исследована твердотельная фтор-ионная электрохимическая ячейка

05.07.2022

Учеными ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН исследована твердотельная фтор-ионная электрохимическая ячейка (фтор-ионный аккумулятор), имеющая в составе электрода однослойные углеродные нанотрубки (ОСУНТ), заполненные легкоплавкой смесью фторидов PbSnF4 (тетрафторстаннат свинца) и SnF2 (фторид олова) – E(PbSnF4;SnF2)@ОСУНТ. Она выдает напряжение 1.9 В, а при 180℃ плотность тока равна 0.6 А/м2, что представляет довольно значимый результат для опытного образца.

Даже в таком малом объеме (диаметр нанотрубки ~2 нм) соединения образуют кристаллы, которые можно рассматривать как одномерные упорядоченные структуры, причем кристалл PbSnF4 представлен всего ~420 атомами. Этому соединению в столь малом объеме сложно поддерживать свою кристаллическую структуру, вследствие чего кристалл распался на две части, между которыми образовалась двойниковая плоскость, через нее обе половинки отражаются друг в друга. На текущий момент это первый случай наблюдения плоскости двойникования на столь малых кристаллах в каналах ОСУНТ. Кристаллы SnF2 образуют более протяженные бездефектные кристаллические области, что соответствует составу исходной смеси фторидов. Для обнаруженных нанокристаллов построены атомные модели.

Понимание структуры электродных материалов позволит сделать еще один шаг к созданию перспективных фтор-ионных гальванических элементов.