Ion and proton transport mechanisms in β and β"-alumina compounds
Mécanismes de transports ionique et protonique dans les composés de type alumine β et β"
Abstract
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L'étude cristallographique détaillée de l'aluminate de sodium β", stabilisé soit par le magnésium soit par un mélange de magnésium et de lithium, permet une meilleure compréhension des mécanismes de stabilisation et de compensation de charge.
L'utilisation conjointe de l'analyse thermogravimétrique, de la diffraction des rayons X et des neutrons montre que l'introduction de lithium au centre des blocs spinelle, comme élément stabilisateur, entraîne la présence de molécules d'eau dans la région de conduction. Ces molécules d'eau sont en nombre suffisant pour remplir tous les sites laissés vacants par les cations Na+, ce qui a une influence directe sur la conductivité.
La diffraction et la diffusion quasiélastique incohérence des neutrons sont deux très bons outils complémentaires, parfaitement adaptés à l'étude des conducteurs protoniques. Leur application à l'alumine β"-(H+,H3O+), caractérisée par thermogravimétrie, a abouti à un modèle de transport protonique, mettant en jeu la diffusion des protons à longue distance et la réorientation locale de groupes de protons.
Ce mécanismes de transport, voisin du mécanisme de Grotthus, semble ne pas exister dans le cas de l'alumine β-(H+,H3O+), où la diffusion se fait plutôt par déplacement global d'un proton hydraté
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