Conductivité ionique
La conductivité ionique (notée λ) est une mesure de la tendance d'une substance à la conduction ionique. La conduction ionique est le mouvement des ions. Le phénomène est observé dans les solides et les solutions. La conduction ionique est un mécanisme de courant[1].
Dans les solides cristallins
Dans la plupart des solides, les ions occupent de manière rigide des positions fixes, fortement embrassées par des atomes ou des ions voisins. Dans certains solides, les ions sélectionnés sont très mobiles permettant la conduction ionique. La mobilité augmente avec la température. Les matériaux présentant cette propriété sont utilisés dans les piles. Un solide conducteur d'ions bien connu est la β '' -alumine ("BASE"), une forme d' oxyde d'aluminium qui possède des canaux à travers lesquels les cations sodium peuvent sauter. Lorsque cette céramique est complexée avec un ion mobile, tel que Na+, elle se comporte comme un conducteur d'ions dit rapide. La BASE est utilisée comme membrane dans plusieurs types de cellules électrochimiques à sels fondus[2] .
Dans des verres
La conduction ionique dans les solides désordonnés tels que les verres, les polymères, les nanocomposites, les cristaux défectueux et d'autres solides désordonnés joue un rôle important dans la technologie.[3]
Histoire
La conduction ionique dans les solides est un sujet d'intérêt depuis le début du XIXe siècle. Michael Faraday a établi en 1839 que les lois de l' électrolyse sont également respectées dans les solides ioniques comme le fluorure de plomb (II) et le sulfure d'argent. En 1921, l' iodure d'argent solide s'est avéré avoir une conductivité ionique extraordinairement élevée à des températures supérieures à 147 °C, AgI se transforme en une phase qui a une conductivité ionique de ~ 1 –1 cm- 1 . Cette phase à haute température d'AgI est un exemple de conducteur superionique. La structure désordonnée de ce solide permet aux ions Ag+ de se déplacer facilement. Le détenteur actuel du record de conductivité ionique est le matériau apparenté Ag2HgI4 . La β''- alumine a été développée à la Ford Motor Company dans la recherche d'un dispositif de stockage pour les véhicules électriques tout en développant la batterie sodium-soufre[2].
Voir aussi
Références
- Richard Turton. (2000).The Physics of Solids. New York:: Oxford University Press. (ISBN 0-19-850352-0).
- Lu, Xia, Lemmon et Yang, « Advanced materials for sodium-beta alumina batteries: Status, challenges and perspectives », Journal of Power Sources, vol. 195, no 9, , p. 2431–2442 (DOI 10.1016/j.jpowsour.2009.11.120, Bibcode 2010JPS...195.2431L)
- Dyre, Maass, Roling et Sidebottom, « Fundamental questions relating to ion conduction in disordered solids », Reports on Progress in Physics, vol. 72, no 4, , p. 046501 (ISSN 0034-4885, DOI 10.1088/0034-4885/72/4/046501, Bibcode 2009RPPh...72d6501D, arXiv 0803.2107, lire en ligne)
