材料科学：人工混合伝導体における相乗的な超高速の質量の貯蔵と除去

電子を伝導する単一相とイオンを伝導する単一相からなる混合伝導体では、材料の化学量論的変動が可能になるため、例えば電池電極において、質量を貯蔵し再分配できる。我々は、固体の2相系においてこうした特性をどのようにして相乗的に実現でき、人工混合伝導体を形成できるか検討してきた。これまで研究された複合材料では、拡散の速度が不十分であり、こうした化学量論的変動を明確に決定できなかった。今回我々は、電気化学と化学の方法を使って、溶融法で作製した「超イオン」伝導体RbAg₄I₅と電子伝導体グラファイトの複合材料が、単一相の混合伝導体で見られるものに似た著しい銀の過剰と銀の欠乏の両方を、個々の相ではそうした挙動が不可能であるにもかかわらず示すことを明らかにする。さらに、銀の取り込みと放出の速度は非常に速い。界面の両極性拡散によって定まる上限を評価することによって、バルク液体水中の塩化ナトリウムで実現されるよりも高い化学拡散係数が明らかになった。こうした結果から、強力な人工混合伝導体、さらにはメソスコピックな人工混合伝導体の系統的な研究が促進される可能性がある。

目次へ戻る