Nghiên cứu các điện cực oxide praseodymium trong các tế bào nồng độ lithium

Oxide praseodymium là một trong những nhóm oxide nhị phân thể hiện một dải rộng về tỷ lệ thành phần, nhưng trong đó sự lệch khỏi tỷ lệ lý tưởng không liên tục, như được mong đợi từ mô hình cổ điển về các khiếm khuyết điểm phân tán ngẫu nhiên. Thay vào đó, có một số pha với các cấu trúc và tỷ lệ thành phần độc đáo mà không có các nồng độ điểm khiếm khuyết đáng kể, và do đó về cơ bản không có bề rộng thành phần. Các cấu trúc này có sự liên quan chặt chẽ với nhau, và với một cấu trúc cơ bản đơn giản. Trong trường hợp oxide praseodymium, cấu trúc này là cấu trúc fluorite. Sự chuyển đổi giữa các pha này khi gia nhiệt và làm lạnh, cũng như khi thay đổi hoạt động oxy của môi trường, xảy ra rất nhanh chóng, cho thấy tính di động oxy bất thường cao. Pha cân bằng ở nhiệt độ môi trường trong không khí không phải là PrO2, mà là Pr6O11. Những pha này đã được chứng minh có các lưới ion dương cơ bản giống với lưới của PrO2 loại fluorite. Những thay đổi về tỷ lệ thành phần được thích ứng nhờ sự hiện diện của các sắp xếp đã được tổ chức topotactically của các nồng độ ion oxide bị khiếm khuyết lớn, chia nhỏ cấu trúc thành các miền vi mô. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng Pr6O11 có thể hấp thụ một lượng lớn nước, ngay cả ở nhiệt độ môi trường, rõ ràng thông qua cơ chế trung hòa điện mà Stotz và Wagner đã đề xuất. Điều này liên quan đến sự hấp thụ các ion oxy ở các vị trí mà trước đây có các khiếm khuyết ion oxy. Proton cũng được hấp thụ và cư trú tại các vị trí xen kẽ. Khớp với tính di động cao của oxy trong cấu trúc này, nước này được giải phóng không hồi phục ở nhiệt độ tương đối thấp. Các thí nghiệm điện hóa sẽ được báo cáo nhằm điều tra hành vi chèn lithium vào những cấu trúc không ngừng này, cả với và không có sự hiện diện ban đầu của proton do hấp thụ nước.