Электрохимия WO3

[hattabych]

Помогите найти ответы на следующие интересующие вопросы, касающиеся WO3 и его поведения как электрода в электрохимической ячейке.

Дано: WO3 - электрохромный материал. Известно, что в него обратимо интеркалируют ионы Li+, Na+ и K+. Во всех случаях электрохимическое превращение WO3 одинаково. Механизм внедрения ионов во всех случаях однофазный.

Вопросы такие:

1. Одинаковый ли потенциал внедрения всех перечисленных ионов? Да или нет и почему?

2. Как глубина заряда (разряда) влияет на подвижность ионов при интеркаляции?

3. Какой можно поставить эксперимент для измерения подвижности ионов в зависимости от глубины заряда (разряда)?

4. Вопрос про анизотропию подвижности ионов: в каких условиях она проявляется, а в каких она не проявляется?

Можно вместо ответа дать ссылки на литературу, попробую сам разобраться.

Заранее спасибо.

[mypucm]

Taм сложное дело. Внедряется еще и ион водорода, и его в свое время изучали куда интенсивнее остальных.

 

1. По идее, потенциал внедрения иона не должен быть одинаков. Эти ионы, грубо говоря, должны десольватироваться, а потом влезть в структуру WO₃. Энергия сольватации этих ионов разная, энергия взаимодействия с WO₃ тоже разная. Соответственно, потенциал внедрения просто обязан отличаться.

 

2. Это тяжелый вопрос. Кроме внедрения самих ионов, происходит еще и частичное восстановление вольфрама. Взаимодействия ионов со средой, в которой они движутся, из-за этого изменяются, меняется и их подвижность. Как? А черт ее знает! Есть много статей про такие эффекты, погуглите на concentration dependent diffusion.

 

3. Аналогично.

 

4. WO₃ - аморфное вещество, там все в принципе изотропно. Анизотропия проявляется в кристаллических веществах, где, скажем, вдоль одной кристаллографической оси встречается больше атомов/молекул, а вдоль другой - меньше. Типичный пример - графит.

[hattabych]

Спасибо большое за ответы. Завтра пойду в библиотеку, почитаю книжки, может что найду по неотвеченному. Если найду, опубликую здесь.

[hattabych]

Поразмышлял с учетом данных пользователями ответов.

Ответ на второй вопрос - логика следующая:

2. При увеличении глубины заряда (увеличение концентрации иона в решетке WO3) структура становится плотнее. Следовательно, подвижность следующих входящих ионов замедляется. Или есть другие факторы, которые влияние уплотнения структуры пересилят (например, вышеупомянутое изменение взаимодействия ионов со средой)?

[tvv385]

Я думаю тут проще будет сделать моделирование кристаллической решетки и посмотреть что получиться, чем гадать...

 

PS а где это применяется, если не секрет?..

Про оксид ванадия слышал что применяется в ИК матрицах, а что из оксида вольфрама можно сделать полезного?

[mypucm]

WO₃ во всю исследовался как электрохромное покрытие. Наверно, уже и до практики дело дошло.

[tvv385]

А аккумулятор из него случайно не получиться?

[hattabych]

Да, это электрохромное покрытие. Видел также много публикаций и про аккумуляторы.

А эксперимент для ответа на вопрос 3 - GITT (galvanostatic intermittent titration technique). Пока не очень разобрался теории, так что без комментариев.

[mypucm]

Да, эксперимент обычно GITT или PITT (potentiostatic intermittent titration technique), но я с ними не сталкивался и даже теорию не смотрел.