Struktura i električna svojstva fosfatnih stakala s oksidima prijelaznih metala i alkalijskih elemenata

diplomski rad

• Naslov (engleski): Structure and electrical properties of phosphate glasses with transition metal and alkali oxides
• Autor: Andrea Knežević
• Mentor: Katarina Mužina (mentor)
• Mentor: Ana Šantić (komentor)
• Član povjerenstva: Katarina Mužina (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Jelena Macan (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Ana Šantić (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije; Zagreb
• Datum i država obrane: 2024-09-30, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: PRIRODNE ZNANOSTI; Kemija

Sažetak

U uvjetima stalno rastuće potrošnje energije važnu ulogu u ljudskom životu imaju elektrokemijski uređaji, a posebno litij- i natrij-ionske baterije. Pri tome je razumijevanje odnosa strukture i električnih svojstava materijala ključno za njihov razvoj. U tu svrhu su metodom naglog hlađenja taline pripravljena fosfatna stakla množinskog sastava
30Na2O-xFe2O3-(30-x)WO3-40P2O5 i 30Li2O-xFe2O3-(30-x)WO3-40P2O5; x = 0-30 %,
te je impedancijskom spektroskopijom ispitana njihova električna provodnost. Za obje serije stakala dobiven je nemonotoni trend istosmjerne električne provodnosti s minimumom pri
20 % množinskog udjela Fe2O3, nakon čega dolazi do ponovnog porasta električne provodnosti. Smanjenje ionske vodljivosti povezano je s promjenama strukturne mreže, odnosno pokretljivost iona alkalijskih oksida (Na+ i Li+) smanjuje se zbog njihove povećane interakcije s depolimeriziranom strukturom fosfatnog stakla i formiranja kompaktne umrežene strukturne mreže stakla. Kod svih je stakala utvrđen dominantno ionski mehanizam vodljivosti, a kod stakala s 30 % množinskog udjela Fe2O3 dokazana je miješano
ionsko-polaronski transport zbog značajnog doprinosa polaronske vodljivosti putem prijenosa elektrona između iona željeza.

Sažetak (engleski)

In conditions of constantly growing energy consumption, electrochemical systems, especially lithium- and sodium-ion batteries, play an important role in human life. Therefore, understanding the relationship between the structure and electrical properties of materials is crucial for their development. For this purpose, phosphate glasses of the composition 30Na2O-xFe2O3-(30-x)WO3-40P2O5 and 30Li2O-xFe2O3-(30-x)WO3-40P2O5;
x = 0-30 mol% were prepared by the melt-quenching technique, and their electrical conductivity was studied by impedance spectroscopy. For both series of glasses, a non-monotonic trend of DC conductivity was obtained with a minimum at 20 mol% of Fe2O3, after which the electrical conductivity increases. The decrease in ionic conductivity is associated with changes in the structural network, that is, the mobility of alkali oxide ions (Na+ and Li+) decreases due to their increased interaction with the depolymerized phosphate glass structure and formation of the compact crosslinked glass network structure. While the ionic conductivity mechanism is dominant in all glasses, in glasses with 30 mol% Fe2O3 a significant contribution of polaronic conductivity through electron transfer between iron ions has been proven.

• Ključne riječi: struktura; fosfatna stakla; električna provodnost; oksidi prijelaznih metala; alkalijski oksidi
• Ključne riječi (engleski): structure; phosphate glasses; electrical conductivity; transition metal oxides; alkali oxides
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:149:980532
• Studijski program: Naziv: Primijenjena kemija; smjerovi: Kemija u zaštiti okoliša i izvori energije, Specifični materijali i napredne tehnologije, Primijenjena organska kemija; Smjer: Kemija u zaštiti okoliša i izvori energije; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: sveučilišni/a magistar/magistra primijenjene kemije (univ. mag. appl. chem.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2024-11-11 12:45:11