Ionica dello stato solido
La ionica dello stato solido è la branca dell'elettrochimica che si concentra sullo studio e l'impiego degli elettroliti solidi (tra cui solidi inorganici cristallini e policristallini, materiali ceramici, vetri, materiali polimerici e materiali compositi).
Nei materiali solidi si hanno in genere due meccanismi di trasporto di carica elettrica: il trasporto di elettroni (e lacune elettroniche) e il trasporto di ioni; a differenza dell'"elettronica", che pone l'attenzione sul trasporto degli elettroni, la "ionica" si sofferma sullo studio del trasporto degli ioni.[1] I solidi comunque presentano in genere un'elevata resistività elettrica, obiettivo della ricerca della ionica dello stato solido è ottenere dei materiali solidi aventi un'elevata conducibilità elettrica.[2]
Storia modifica
Nel 1960 B. Reuter e K. Hardel indagarono le proprietà di Ag3SI e Ag3SBr, rilevando per tali materiali una conduttività a temperatura ambiente pari a 0,01 S/cm, parecchio maggiore alla conduttività dell'AgI (pari a 10-6 S/cm a 25 °C), che prima di allora era l'elettrolita solido più conduttivo che si conoscesse.[2]
Nello stesso anno Takehiko Takahashi e Osamu Yamamoto adottarono per la prima volta il termine "ionica dello stato solido"[2] e nel 1964 misero a punto una batteria a stato solido contenente Ag3SI come elettrolita e elettrodi in argento e iodio.[2]
Nel 1965 Owens e Argue misero a punto (in maniera indipendente) batterie allo stato solido contenenti l'elettrolita RbAg4I5, che presenta una conduttività pari a 0,1 S/cm;[2] tale valore è ancora maggiore nel caso in cui il materiale si presenti sotto forma policristallina (0,26 S/cm).[2]
Al 1972 risale la prima batteria allo ioduro di litio (LiI), utilizzata nei pacemaker.
Applicazioni modifica
Rispetto ai dispositivi a elettrolita fluido, i dispositivi a elettrolita solido hanno una vita utile maggiore.[3]
Esempi di applicazione della ionica dello stato solido sono le pile a stato solido, le pile a combustibile ad ossido solido (SOFC) e le pile a film sottile.
Note modifica
- ^ Minami, p. 1.
- ^ a b c d e f (EN) Boone B. Owens, Solid state electrolytes: overview of materials and applications during the last third of the Twentieth Century[collegamento interrotto]
- ^ Solid State Ionics: The Science and Technology of Ions in Motion, su ebooks.worldscinet.com. URL consultato il 15 gennaio 2012 (archiviato dall'url originale il 4 ottobre 2011).
Bibliografia modifica
- (EN) Tsutomu Minami, Masahiro Tatsumisago, Solid state ionics for batteries, Springer, 2005, ISBN 4-431-24974-5.
