“研究人员发现超离子材料 适用于电池和其他能量转换装置”

盖乌斯·汽车公司在进行研究时，科学家们首先仔细选择研究主题，然后设计合适的处理计划，并执行该计划。 但是，在这个过程中，可能会有意外的发现。 据外国媒体报道，mercouri kanatzidis教授不仅在西北大学( northwestern university )教授，还在美国能源部的阿贡国家实验室( argonne national laboratory )担任共同职务 他在寻找行为非常规律的新超导体时，有了意想不到的发现。 这是一种只有四个原子厚度的材料，只允许在二维空之间研究带电粒子的运动。 这些研究有可能推动用于各种能源转换装置的新材料的发明。

二维离子导体α-kag3se2的四层原子结构中，原子的颜色与图中名字的颜色一致。 (照片来源:阿尔贡研究所)

kanatzidis的靶材料是银、钾、硒的混合物(α-kag3se2)，具有婚礼蛋糕一样的4层结构。 这些2d材料有长度和宽度，但几乎没有厚度，原子只有四个高。

超导材料冷却到极低的温度后，将失去对电子运动的所有阻力。 kanatzidis说:“不幸的是，这种材料不是超导体，也不能是超导体。 但是，令人惊讶的是，这竟然是一个超离子导体梦一般的例子。 ”

在超离子导体中，带电的离子在固体材料中可以像电池的液体电解质中一样自由漫游，使固体具有异常高的离子传导率是导电能力的测量标准。 这个高离子传导率带来了低热传导率，这意味着热很难通过。 结合这两个特点，使超离子导体成为可用于能量储存和转换设备的超材料。

这个研究小组发现了这种具有特殊性质的材料。 第一条线索是，将这种材料加热到华氏450-600度之间，会变成更对称的分层结构。 研究人员还发现，当温度下降后上升到高温区时，这种变化是可逆的。 mercouri kanatzidis说:“分解结果表明，在转移之前，银离子固定在材料中有限的二维空之间。 但是，发生变化后，它们会左右摇晃。 ”关于离子在3维空之间的运动已知很多，但关于2维空之间的运动却知之甚少。

长期以来，科学家们一直在寻找研究2d材料中离子运动的典型材料。 这种层状钾银硒材料似乎就是其中之一。 这个小组测量了离子在这个固体中的扩散方法，发现它等同于重盐水电解质(已知最快的离子导体之一)。

现在评价这种特殊的超离子材料能否实用化还为时过早。 但是，该材料很快就能成为设计其他具有高离子传导性和低热导率的2d材料的重要平台。 msd首席材料科学家duck young chung说:“这些特征在设计用于电池和燃料电池的新型二维固体电解质中起着重要的作用。”

这种超离子材料的研究，可能也有助于设计在发电厂、工业工艺乃至汽车排气中将热能转换为电能的新型热电材料。 这些研究可以用于环境净化和淡水化的膜的设计。