離子交換是合成新產(chǎn)品時(shí)將一種材料轉(zhuǎn)化為另一種材料的強(qiáng)大技術(shù)。在這個(gè)過(guò)程中，科學(xué)家們知道什么反應(yīng)物會(huì)產(chǎn)生什么產(chǎn)物，但這個(gè)過(guò)程是如何運(yùn)作的——一種材料如何轉(zhuǎn)化為另一種材料的確切途徑——仍然難以捉摸。
在《自然材料》雜志上發(fā)表的一篇論文中，芝加哥大學(xué)普利茲克分子工程學(xué)院的研究人員團(tuán)隊(duì)為這個(gè)謎團(tuán)提供了新的線索。在研究用于電池存儲(chǔ)的鋰正極材料時(shí)，劉實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)團(tuán)隊(duì)表明，層狀氧化物正極材料中存在鋰和鈉離子交換的通用途徑。
“我們系統(tǒng)地探索了鋰和鈉的離子交換過(guò)程，”第一作者、博士生于瀚說(shuō)。 PME 候選人。 “我們揭示的離子交換途徑是新的。”
通過(guò)幫助解釋離子交換過(guò)程的工作原理，本文為研究人員研究亞穩(wěn)態(tài)材料(即目前尚未處于最穩(wěn)定可能形式的材料)打開(kāi)了大門。它還可以帶來(lái)原子效率制造的新創(chuàng)新，使用更少的起始前體并在合成材料時(shí)產(chǎn)生更少的廢物。
PME 助理說(shuō)：“它將擴(kuò)大人們可以合成的亞穩(wěn)態(tài)材料的范圍。”劉沖教授。
新方法
盡管潛在的應(yīng)用在整個(gè)材料合成中引起共鳴，但該論文首先研究了用于電池陰極的鋰的生產(chǎn)。隨著氣候變化迫使世界遠(yuǎn)離化石燃料，需要更多更好的電池來(lái)存儲(chǔ)可再生能源。
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