بتا آلومینا به عنوان یک الکترولیت جامد

بتا آلومینا می تواند به عنوان یک الکترولیت جامد مورد استفاده قرار گیرد. عبارت “الکترولیت جامد بتا آلومینا “، معادل لاتین Beta-alumina solid electrolyte (BASE)، است و به مواد رسانای یون ها اشاره دارد. از این خاصیت بسیار مهم برای تهیه غشاهای انتخابی استفاده می شود؛ غشاهایی که می توانند چندین نوع یون را در حالت مذاب – در روش های الکتروشیمیایی – از خود عبور دهند. این ترکیب با اینکه به حالت جامد است اما می تواند همانند الکترولیت های مایع در سل های الکتروشیمی به کار رود.

غشای بتا آلومینا چیست و چگونه عمل می کند؟

بتا آلومینا یا β-Alumina، در حقیقت یک ساختار ایزومورفیک از اکسید آلومینیوم است؛ این ماده از نظر سختی و ساختاری شبیه به سرامیک ها می باشد. غشاهایی که با این الکترولیت جامد تهیه می شوند می توانند یون هایی نظیر Na+ / K+ / Li+ / Ag+ / H+ / Pb2+/ Sr2+ / Ba2+ را از خود عبور دهند. این انتخابی بودن، به نوع کاربری روش الکتروشیمیایی بستگی دارد.

سدیم بتا آلومینا چیست؟

سدیم بتا آلومینا در واقع یک ترکیب غیر استوکیومتری از آلومینات سدیم است که به خاطر سرعت انتقال یون های سدیم، شهرت دارد. این نوع غشا می تواند یون های سدیم را که به صورت بلوکه شده توسط ترکیبات دیگر به دام افتاده است را به طور کاملاً انتخابی از خود عبور دهد. این بلوکه کننده ها شامل محلول هایی از سولفور یا سدیم مایع هستند.

ساختار کریستالی سدیم – آلومینا (Na-Al2O3) یک قالب یا بستر سخت را فرآهم می کند تا گونه های یونی بتوانند مهاجرت کنند. انتقال یون ها از طریق کانال هایی که در ساختار بتا آلومینا وجود دارد انجام می گیرد.

تحقیقات ثابت کرده اند که الکترولیت جامد بتا آلومینا بهترین ماده برای ساخت انواع باتری ها است. مقاومت این ترکیب برای دماها یا شرایط عملکردی متفاوت، بسیار عالی است. همچنین باتری هایی که از این ماده تولید می شوند تا حداکثر 10 سال ماندگاری دارند.