Descrição
A substituição de baterias de eletrólitos líquidos para baterias de estado sólido permitiu diversos estudos para aplicações industriais. Materiais vítreos são candidatos a substituir os eletrólitos líquidos em baterias de Lítio. (1) Para entender esses materiais, duas séries de vidros mistos de Li com cátions mono ($Na^{+1}$) e divalente ($Ca^{+2}$), Li-Na e Li-Ca, respectivamente, foram consideradas: $(1-x-y)Li_2O \ - \ xR \ - \ yP_2O_5$, com $R = CaO$ ou $R= Na_2O$, com $0,4 \leq y \leq 0,5$ (fração molar), $0 \leq x \leq 0,6$ e razões de substituição $0 \leq [Li]/[Li+Ca] \leq 1$ e $0 \leq [Li]/[Li+Na] \leq 1$. Volumes molares e temperaturas de transição vítrea foram analisados em função da concentração do cátion alcalinoterroso e da concentração de $P_2O_5$. Técnicas de ressonância magnética nuclear em núcleos de $^{31}$P e $^7$Li foram aplicadas para analisar a estrutura de curto e médio alcance em torno dos grupos fosfatos. (2-3) Como função de Ca, variações no desvio químico isotrópico médio, crescimento da $T_g$ e da densidade, foram explicadas pelo maior potencial iônico do Ca em relação ao Li. Ainda, verificou-se que concentrações maiores de $P_2O_5$ produzem matrizes vítreas menos compactas (redução na fração de empacotamento) e mais rígidas (elevação das $T_g$). Por fim, os experimentos e resultados no estudo da ordem de médio alcance das matrizes vítreas na série Li-Na mostraram as conectividades existentes para diferentes composições, onde o número de conexões $Q^2-Q^2$ crescia a medida que a concentração de $P_2O_5$ aumentava. O resultado mostrou, também, que a adição de outro íon à cadeia, no caso o Li, fez com que a quantidade de dímeros se reduzisse drasticamente, sendo essa a primeira evidência experimental de diferente organização em médio alcance de vidros fosfatos mistos.
Referências
1 SCHNEIDER, J. F.; FONTES, G.B. Z. Non-random bonding of mono/divalent cations in mixed phosphate glasses. Journal of Non-Crystalline Solids, v. 470, p. 38-46, Aug. 2017.
2 VAN WAZER, J. R. Phosphorus and its compounds. New York: Interscience, 1964.
3 CADARS, S. et al. NMR measurements of scalar-coupling distributions in disordered solids. Physical Chemistry Chemical Physics, v. 9, n. 1, p. 92-103, 2007.
| Certifico que os nomes citados como autor e coautor estão cientes de suas nomeações. | Sim |
|---|---|
| Palavras-chave | Ressonância magnética nuclear. Vidros fosfatos. Transição vítrea. |
| Orientador e coorientador | Orientador José Fábian Schneider. |
| Subárea 1 | Ressonância Magnética Nuclear |
| Subárea 2 (opcional) | Física da Matéria Condensada |
| Agência de Fomento | FAPESP |
| Número de Processo | 2022/05132-1 |
| Modalidade | INICIAÇÃO |
| Concessão de Direitos Autorais | Sim |
