Lityum titanat - Lithium titanate

Lityum titanat
Lityum titanat powder.jpg
Li2TiO3.png
__Li+     __ Ti4+     __ Ö2−
İsimler
Diğer isimler
Lityum metatitanat
Tanımlayıcılar
3 boyutlu model (JSmol )
ECHA Bilgi Kartı100.031.586 Bunu Vikiveri'de düzenleyin
PubChem Müşteri Kimliği
Özellikleri
Li2TiO3
Molar kütle109.76
GörünümBeyaz toz[1]
Yoğunluk3,43 g / cm3[2]
Erime noktası 1.533 ° C (2.791 ° F; 1.806 K)[1]
Yapısı[3]
Monoklinik, mS48, No. 15
C2 / c
a = 0,505 nm, b = 0.876 nm, c = 0,968 nm
α = 90 °, β = 100 °, γ = 90 °
0,4217 nm3
8
Aksi belirtilmedikçe, veriler kendi içlerindeki malzemeler için verilmiştir. standart durum (25 ° C'de [77 ° F], 100 kPa).
☒N Doğrulayın (nedir KontrolY☒N ?)
Bilgi kutusu referansları

Lityum titanat ile bir bileşiktir kimyasal formül Li2TiO3. Erime noktası 1,533 ° C (2,791 ° F) olan beyaz bir tozdur.[4]

Lityum titanat, hızlı şarj etmenin anot bileşenidir lityum titanat pil. Ayrıca katkı maddesi olarak kullanılır. porselen emayeler ve seramik titanatlara dayalı yalıtım gövdeleri. Sıklıkla bir akı iyi istikrarı nedeniyle.[5] Son yıllarda diğer lityum seramikler ile birlikte metatitanat çakılları, trityum nükleer füzyon uygulamalarında ıslah malzemeleri.[6]

Kristalleşme

En kararlı lityum titanat fazı β-Li'dir2TiO3 o ait monoklinik sistem.[7] Katı çözelti tipi davranış sergileyen yüksek sıcaklıkta kübik faz, γ-Li olarak adlandırılır.2TiO3 ve 1150-1250 ° C aralığında tersine çevrilebilir şekilde yüksek sıcaklıklar oluşturduğu bilinmektedir.[8] Yarı kararlı bir kübik faz, γ-Li ile izostrüktürel2TiO3 α-Li olarak anılır2TiO3; düşük sıcaklıklarda oluşur ve 400 ° C'de daha kararlı β fazına dönüşür.[9]

Sinterlemede kullanır

sinterleme işlem bir tozu almak, bir kalıba koymak ve altına ısıtmaktır. erime noktası. Sinterleme atomik difüzyona dayanır, toz partiküldeki atomlar çevreleyen partiküllere yayılır ve sonunda katı veya gözenekli bir malzeme oluşturur.

Li'nin2TiO3 tozlar yüksek saflığa ve iyi sinterleme kabiliyetine sahiptir.[10]

Katot olarak kullanır

Erimiş karbonat yakıt hücreleri

Lityum titanat, çift katmanlı bir katodun birinci katmanında bir katot olarak kullanılır. erimiş karbonat yakıt hücreleri. Bu yakıt pilleri, daha verimli çalışan yüksek güçlü erimiş karbonat yakıt hücrelerinin üretimine izin veren katman 1 ve katman 2 olmak üzere iki malzeme katmanına sahiptir.[11]

Lityum iyon piller

Li2TiO3 bazılarının katotlarında kullanılır lityum iyon piller sulu bir bağlayıcı ve bir iletken ajan ile birlikte. Li2TiO3 yüksek kapasiteli katot iletken maddeleri stabilize edebildiği için kullanılır; LiMO2 (M = Fe, Mn, Cr, Ni). Li2TiO3 ve iletim ajanları (LiMO2) katot malzemesini oluşturmak için katmanlanır. Bu katmanlar, lityum difüzyonunun oluşmasına izin verir.

Lityum titanat pil

lityum titanat pil diğer lityum iyon pillere göre çok daha hızlı şarj edilebilen bir pildir. Diğer lityum iyon pillerden farklıdır çünkü üzerinde lityum titanat kullanır. anot karbon yerine yüzey. Bu avantajlıdır, çünkü Li-iyonun anoda girip çıkması için bir bariyer görevi gören katı bir elektrolit arayüz tabakası oluşturmaz. Bu, lityum titanat pillerin daha hızlı şarj edilmesine ve gerektiğinde daha yüksek akım sağlanmasına olanak tanır. Lityum titanat pilin bir dezavantajı, geleneksel lityum iyon pilden çok daha düşük kapasite ve voltajdır. Lityum titanat batarya şu anda bataryalı elektrikli araçlarda ve diğer özel uygulamalarda kullanılmaktadır.

Lityum-titanat damızlık tozunun sentezi

Li2TiO3 toz en yaygın olarak karıştırılarak hazırlanır lityum karbonat Ti-nitrat çözeltisi ve sitrik asit bunu takiben kalsinasyon, sıkıştırma, ve sinterleme. Oluşturulan nanokristalin malzeme, yüksek saflığı ve aktivitesi nedeniyle ıslah tozu olarak kullanılmaktadır.[11][12]

Trityum ıslahı

Teklif edilenler gibi füzyon reaksiyonları ITER termonükleer gösterici reaktör, trityum ve döteryum. Trityum kaynakları, şu anda yirmi kilogram olarak tahmin edilen toplam kaynaklarla, bulunabilirlikleri bakımından son derece sınırlıdır. Lityum içeren seramik çakıl taşları, helyum soğutmalı olarak bilinen bir bileşende katı ıslah malzemeleri olarak kullanılabilir. damızlık battaniyesi trityum üretimi için. Yetiştirme örtüsü, ITER reaktör tasarımının önemli bir bileşenini oluşturur. Bu tür reaktör tasarımlarında trityum, plazmayı terk eden ve örtüdeki lityum ile etkileşime giren nötronlar tarafından üretilir. Li2TiO3 Li ile birlikte4SiO4 Trityum yetiştirme materyalleri olarak çekicidir çünkü yüksek trityum salınımı, düşük aktivasyon ve kimyasal stabilite sergilerler.[6]

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ a b "Li'deki karışık fazlı malzemelerin çözüm bazlı sentezi2TiO3-Li4SiO4 sistem " (PDF). Nükleer Malzemeler Dergisi. 456: 151–161. 2014. doi:10.1016 / j.jnucmat.2014.09.028.
  2. ^ Van Der Laan, J.G; Muis, RP (1999). "Yaş işlemle üretilen lityum metatitanat çakıllarının özellikleri". Nükleer Malzemeler Dergisi. 271-272: 401–404. Bibcode:1999JNuM..271..401V. doi:10.1016 / S0022-3115 (98) 00794-6.
  3. ^ Claverie J., Foussier C., Hagenmuller P. (1966) Boğa. Soc. Chim. Fr. 244-246
  4. ^ Li4SiO4 Li2TiO3 sistemindeki karışık faz malzemeleri Nucl Materials Dergisi
  5. ^ "Lityum Titanat Bilgi Sayfası". Ürün Kodu: LI2TI03. Thermograde. Arşivlenen orijinal 23 Mart 2011 tarihinde. Alındı 24 Haziran 2010.
  6. ^ a b Hanaor, D.A. H .; Kolb, M. H. H .; Gan, Y .; Kamlah, M .; Örücü, R. (2014). "Li'deki karışık fazlı malzemelerin çözüm bazlı sentezi2TiO3-Li4SiO4 sistemi ". Nükleer Malzemeler Dergisi. 456: 151–161. arXiv:1410.7128. Bibcode:2015JNuM..456..151H. doi:10.1016 / j.jnucmat.2014.09.028.
  7. ^ Vijayakumar M .; Kerisit, S .; Yang, Z .; Graff, G. L .; Liu, J .; Sears, J. A .; Burton, S. D .; Rosso, K. M .; Hu, J. (2009). "6,7Li NMR ve Li'de Li Difüzyonunun Moleküler Dinamik Çalışması2TiO3". Journal of Physical Chemistry. 113 (46): 20108–20116. doi:10.1021 / jp9072125.
  8. ^ Kleykamp, ​​H (2002). "Li – Ti – O sistemindeki faz dengesi ve Li2TiO3'ün fiziksel özellikleri". Füzyon Mühendisliği ve Tasarımı. 61: 361–366. doi:10.1016 / S0920-3796 (02) 00120-5.
  9. ^ Laumann, Andreas; Jensen, Ørnsbjerg; Kirsten, Marie; Tyrsted, Christoffer (2011). "Kübik Li Oluşumunun Yerinde Senkrotron X-ışını Kırınım Çalışması2TiO3 Hidrotermal Koşullar Altında ". Avro. J. Inorg. Kimya. 2011 (14): 2221–2226. doi:10.1002 / ejic.201001133.
  10. ^ Sahu, B. S; Bhatacharyya, S .; Chaudhuri, S .; Mazumder, R. (2010) "Nano boyutlu Li'nin sentezi ve sinterlenmesi2TiO3 otomatik yakma tekniği ile hazırlanmış seramik ıslah tozu ". Seramik Mühendisliği Bölümü; Ulusal Teknoloji Enstitüsü, Rourkela.
  11. ^ a b Prohaska, Armin vd. (1997) ABD Patenti 6,420,062 "Erimiş karbonat yakıt hücreleri için çift katmanlı katot ve aynısını üretme yöntemi"
  12. ^ Shrivastava, A .; Makwana, M .; Chaudhuri, S .; Rajendrakumar, E. (2014). "Indian LLCB TBM için Lityum Metatitanat Seramiklerinin Çözelti-Yanma Yöntemi ile Hazırlanması ve Karakterizasyonu". Füzyon Bilimi ve Teknolojisi. 65 (2): 319–324. doi:10.13182 / FST13-658.