PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Journal of the American Chemical Society· 2026Q1

200 °C Üzerinde Hibrit Cam Kütlelerde Modifikatör Güdümlü Proton İletkenliği

Modifier-Driven Proton Conductivity in Hybrid Glasses above 200 °C

Ellan K. Berdichevsky, Motoyasu Yamasaki, Takuya Kurihara, Taichi Nishiguchi ve diğerleri

Kısa özet

Çinko imidazolat camının fosfat modifikasyonu, susuz koşullar altında 240 °C'de 10⁻⁵–10⁻³ S cm⁻¹'ye ulaşan ayarlanabilir proton iletkenliğine sahip hibrit camlar oluşturur.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Çinko imidazolat camının fosfat modifikasyonu, şeffaf, cm ölçekli yığın hibrit camlar verir.
  • Modifikasyon, çinko koordinasyon numarasını artırır ve imidazolat ağını polimerden ayırır.
  • Nano ölçekli faz ayrışması (2–70 nm), susuz proton taşınımını destekler.
  • Susuz iletkenlikler, Vogel–Tammann–Fulcher dinamiklerini izleyerek 240 °C'de 10⁻⁵–10⁻³ S cm⁻¹'ye ulaşır.
  • Bir kompozit membran, 170 °C'de 8.4 × 10⁻⁵ S cm⁻¹ elde etti ve buhar elektrolizini sürdürdü.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

Abstract Compositional tuning is a cornerstone of inorganic glass science, yet analogous strategies remain underdeveloped for emerging metal–organic hybrid glasses. We introduce phosphate modification of zinc imidazolate glass as a route to hybrid glasses with tunable network connectivity and proton-conductive functionality. Melt-quenching of ZIF-zni with benzimidazolium dihydrogen phosphate (BP) affords a series of cm-scale, transparent bulk glasses across a wide compositional range. Systematic characterization reveals that modification proceeds through ligand exchange at zinc centers, increasing the average coordination number from 4 to above 5 and progressively depolymerizing the imidazolate network. Despite macroscopic homogeneity, X-ray total scattering identifies a quasi-periodic ordering at ∼11 Å, and 1H NMR spin relaxation establishes nanoscale phase segregation between ZIF-derived and BP-rich domains of 2–70 nm. This heterogeneity underpins proton transport under anhydrous conditions; conductivities of 10–5–10–3 S cm–1 at 240 °C follow Vogel–Tammann–Fulcher dynamics, confirming that segmental motion couples to ion mobility. Infiltrating the glass into a porous PTFE scaffold yields a composite membrane that achieves 8.4 × 10–5 S cm–1 at 170 °C under humidification and sustains steam electrolysis with near-unity Faradaic efficiency. These results establish network-modified hybrid glasses as a scalable and designable platform for intermediate-temperature solid electrolytes.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Journal of the American Chemical Society, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: Seramik ve Kompozitler

Ceramics and CompositesMaterials Science