Přejít k hlavnímu obsahu

Přihlášení pro studenty

Přihlášení pro zaměstnance

Publikace detail

Exploring the Effect of V2O5 and Nb2O5 Content on the Structural, Thermal, and Electrical Characteristics of Sodium Phosphate Glasses and Glass-Ceramics
Autoři: Marijan Sara | Klaser Teodoro | Mirosavljevic Marija | Mošner Petr | Koudelka Ladislav | Skoko Zeljko | Pisk Jana | Pavic Luka
Rok: 2024
Druh publikace: článek v odborném periodiku
Název zdroje: International Journal of Molecular Sciences
Název nakladatele: MDPI AG (Multidisciplinary Digital Publishing Institute)
Místo vydání: Basel
Strana od-do: 3005
Tituly:
Jazyk Název Abstrakt Klíčová slova
cze Studium vlivu V2O5 a Nb2O5 na strukturu, termické a elektrické vlastnosti sodno-fosfátových skel a sklokeramiky V tomto článku byl studován vliv dvou oxidů přechodných kovů, V2O5 a Nb2O5, na termické a elektrické vlastnosti skel systémů 35Na(2)O-25V(2)O(5)-(40 - x)P2O5 - xNb(2)O(5). . Přídavky Nb2O5 ovlivňují jak sigma(DC) a T-g, nelineárním způsobem s nejnižšími hodnotami obou parametrů pro sklo s obsahem x = 20 mol%. EPR a vibrační spektroskopie naznačují, ze nemonotónní chování elektrické vodivosti souvisí s klesajícím příspěvkem polaronové vodivosti způsobené poklesem relativního počtu iontů V4+ a s přídavky iNb2O5, které vedou k přerušení původní směsné vanadáto-fosfátové sítě. fosfátová skla; fosfátová sklo-keramika; EPR; vibrační spektroskopie; impedanční spektroskopie; elektrické vlastnosti
eng Exploring the Effect of V2O5 and Nb2O5 Content on the Structural, Thermal, and Electrical Characteristics of Sodium Phosphate Glasses and Glass-Ceramics Na-V-P-Nb-based materials have gained substantial recognition as cathode materials in high-rate sodium-ion batteries due to their unique properties and compositions, comprising both alkali and transition metal ions, which allow them to exhibit a mixed ionic-polaronic conduction mechanism. In this study, the impact of introducing two transition metal oxides, V2O5 and Nb2O5, on the thermal, (micro)structural, and electrical properties of the 35Na(2)O-25V(2)O(5)-(40 - x)P2O5 - xNb(2)O(5) system is examined. The starting glass shows the highest values of DC conductivity, sigma(DC), reaching 1.45 x 10(-8) Omega(-1) cm(-1) at 303 K, along with a glass transition temperature, T-g, of 371 degrees C. The incorporation of Nb2O5 influences both sigma(DC) and T-g, resulting in non-linear trends, with the lowest values observed for the glass with x = 20 mol%. Electron paramagnetic resonance measurements and vibrational spectroscopy results suggest that the observed non-monotonic trend in sigma(DC) arises from a diminishing contribution of polaronic conductivity due to the decrease in the relative number of V4+ ions and the introduction of Nb2O5, which disrupts the predominantly mixed vanadate-phosphate network within the starting glasses, consequently impeding polaronic transport. The mechanism of electrical transport is investigated using the model-free Summerfield scaling procedure, revealing the presence of mixed ionic-polaronic conductivity in glasses where x < 10 mol%, whereas for x >= 10 mol%, the ionic conductivity mechanism becomes prominent. To assess the impact of the V2O5 content on the electrical transport mechanism, a comparative analysis of two analogue series with varying V2O5 content (10 and 25 mol%) is conducted to evaluate the extent of its polaronic contribution. phosphate glasses; phosphate glass-ceramics; (micro)structure-property relationship; PXRD; SEM-EDS; EPR; vibrational spectroscopy; impedance spectroscopy; electrical properties