황산세슘

Caesium bisulfate
황산세슘
EntryWithCollCode85502.png
Caesium-3D.png
Bisulfate-ion-3D-balls.png
식별자
3D 모델(JSmol)
  • InChI=1S/C.H2O4S/c;1-5(2,3)4/h;(H2,1,2,3,4)/q+1;/p-1
    키 : MEAHOQ포즈니히즈-UHFFFAOYSA-M
  • OS(=O)(=O)[O-][Cs+]
특성.
CsHO4S
몰 질량 229.97 g/g−1/g/g(표준)
달리 명시되지 않은 한 표준 상태(25°C[77°F], 100kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공됩니다.

이황산세슘 또는 황산세슘은 식 CsHSO의4 무기화합물이다.이황산세슘염은 CsO와 HSO를24 [1]결합하여24 얻은 무색의 고체이다.

특성.

141°C 이상에서는4 CsHSO는 초이온 [1]전도체입니다.빠른 이온 전도율은 [2]양성자의 높은 활동으로 인해 특히 이러한 온도 범위에서 발생합니다.

X선 결정학 결과를 바탕으로 세슘 이온을 연결하는 사면체 황산염 중심부로 구성되어 있습니다.양성자는 [3]황산염의 산소와 관련이 있다.

CsHSO는4 III상, II상 및 [4]I상이라고 하는 세 가지 결정상을 거칩니다. CsHSO는4 초기에 21°C의 상온에서 III상에 존재합니다.단계 III의 범위는 21°C ~ 90°C이며, 단계 III와 단계 II 사이의 전환 온도는 90°C ~ 100°C입니다.단계 II의 범위는 90°C ~ 140°C입니다.140°C에서 CsHSO는4 단계 II에서 단계 [5]I로 위상 전환을 거칩니다.

단계4 III(21°C~90°C)와 단계 II(90°C~140°C)는 CsHSO가 가장 낮은 양성자 전도성을 보이는 단사정계 단계라고 한다.결정 구조의 온도가 상승함에 따라, 단위 세포 부피의 변화와 수소 결합의 배치를 보여줄 것이며, 이것은 양성자의 변위를 허용하는4 CsHSO 결정 구조의 능력을 변화시킬 것이다.

141°C에서 CsHSO4 결정구조는 단사정계 II에서 사방정계 I로 구조변화를 경험하여 I상이 된다.단계 1은 결정 대칭이 높아지고 격자 치수가 넓어집니다.단계 1은 10 mS/cm에 도달하는 양성자 전도율의 4단계 극단적인 성장을 유발하는 초단전 단계(강력 전도 단계)로 알려져 있다.이것은 CsHSO의4 전도율을 염화나트륨 수용액의 전도율보다 10배 더 강하게 만듭니다.초프로톤 단계에서 SO 사면체의4 움직임은 수소 결합 네트워크의 교란을 일으켜 양성자 [5]전달을 가속화한다.구조에서 사용할 수 있는 사각형 음이온은 움직이는 [6]양성자와 수소 결합의 배열을 설명한다.

잠재적인 응용 프로그램

순수4 CsHSO의 최대 전도율은 10 mS/cm로 실제 적용하기에는 너무 낮습니다.SiO, TiO2, AlO23)를2 가진 복합재료에서는 상전이온도 이하의 양성자 전도율이 몇 [7]배 정도 향상된다.

수화 프로톤 도체와 달리, CsHSO에4 물이 없는 것은 열 및 전기 화학적 안정성을 제공합니다.가습 산소 농도 셀에서 기전력(EMF)을 측정하여 초단성 단계에서 [8]CsHSO의 높은4 이온성을 확인하였습니다.열 회전을 기준으로 측정 시 85시간 이상 전압이 동일했으며,[8] 특히 고온에서 전압은 동일했습니다.이러한 결과는 습도형 환경으로부터의 열 독립성을 보여줍니다.또한 CsHSO의4 결정구조는 보다 작은 하전 이온의 신속한 이동을 가능하게 하여 전기화학 디바이스에서 효율적인 에너지 전달을 가능하게 한다.

레퍼런스

  1. ^ a b Haile, Sossina M.; Boysen, Dane A.; Chisholm, Calum R. I.; Merle,Ryan B. (2001). "Solid acids as fuel cell electrolytes" (PDF). Nature. 410 (6831): 910–913. Bibcode:2001Natur.410..910H. doi:10.1038/35073536. PMID 11309611. S2CID 4430178.{{cite journal}}: CS1 maint: 작성자 파라미터 사용(링크)
  2. ^ Sinitsyn, V. V. (2010). "Pressure effect on phase transitions in MeHAO4 superprotonic conductors (A = S, Se and Me = NH4, Rb, Cs)". Journal of Materials Chemistry. 20 (30): 6226–6234. doi:10.1039/c0jm00052c.
  3. ^ Balagurov, A.M.; Beskrovnyi, A.I.; Savenko, B.N.; Merinov, B.V.; Dlouha, M.; Vratislav, S.; Jirak (1987). "The room temperature structure of deuterated CsHSO4 and CsHSeO4". Physica Status Solidi A. 100 (1): 3–7. Bibcode:1987PSSAR.100....3B. doi:10.1002/pssa.2211000146.
  4. ^ Maja Mroczkowska-Szerze,, Maciej Sikierski, 라파우 레트마노프스키, Michau Piszzz, 레나타 치차-Szot, 리디아 두데크, 스와보미르 팔코비치, 그레나 주코우카, 마그다 두데카."CsHSO4/인산규산유리 복합체 기계합성 공정에서 얻은 초이온상 확장온도 안정성 현미경 검증"석유 가스 연구소, 울.Lubicz 25a, 31-503 Cracow, 폴란드/바르샤우 공과대학 화학, 무기화학 및 솔리드 스테이트 테크놀로지 부문 Ul.노아코프스키에고 3, 00-640 바르샤바, 폴란드 3AGH – 과학기술 대학, 연료 및 에너지 학부, 앨라배마 주미키에비치자 30, 30-059, 폴란드 크라코우, Web.
  5. ^ a b Otomo, Junichiro; Shigeoka, Hitoshi; Nagamoto, Hidetoshi; Takahashi, Hiroshi (2005). "Phase transition behavior and proton conduction mechanism in cesium hydrogen sulfate/silica composite". Journal of Physics and Chemistry of Solids. 66 (1): 21–30. Bibcode:2005JPCS...66...21O. doi:10.1016/j.jpcs.2004.07.006.
  6. ^ 찬이, 윙기.연료전지 적용을 위한 나노복합 고체산 중 수소의 구조 및 역학.TU 델프트, 델프트 공과대학, 2011.
  7. ^ 무로야마 히로키, 마쓰이 토시아키, 기쿠치 류지, 에구치 코이치."중간 온도에서 CsHSO4 전해질의 구조와 프로톤 전도율에 대한 복합 영향" (n.d.) : n.pag.2006년 4월 13일 교토시 니시쿄구 교토대학 대학원 에너지탄화수소화학부웹.
  8. ^ a b 우다, 데쓰야, 데인A보이센, 소시나 M.Haile. "CsHSO 4의 열역학, 열기계 및 전기화학 평가." 고체 이오닉스 176.1(2005) : 127-133.