miniatura|Un într-un câmp electric static. Conductivitatea ionică (notată cu ) reprezintă mărimea fizică ce caracterizează capacitatea unei substanțe de a conduce curent electric prin deplasarea ionilor. Conducția ionică constituie unul dintre mecanismele de transport al sarcinii electrice, ionii pozitivi deplasându-se către catod, iar ionii negativi către anod, sub acțiunea unui câmp electric.Richard Turton. (2000). The Physics of Solids. New York: Oxford University Press. .

În solide cristaline În majoritatea solidelor cristaline, ionii ocupă poziții aproape fixe în rețeaua cristalină, fiind puternic legați de ionii sau atomii vecini. Totuși, anumite materiale conțin specii ionice cu mobilitate ridicată, ceea ce permite transportul sarcinii prin mecanism ionic. Mobilitatea ionilor crește, în general, odată cu temperatura, deoarece agitația termică facilitează migrarea acestora prin rețeaua cristalină.

Materialele cu conductivitate ionică ridicată sunt utilizate pe scară largă în dispozitive electrochimice, precum bateriile litiu-ion și alte tipuri de baterii cu electrolit solid. Un exemplu bine cunoscut de conductor ionic solid este , o formă de oxid de aluminiu cu conductivitate ionică ridicată, care prezintă canale structurale prin care cationii de sodiu pot migra. Atunci când această ceramică conține ioni mobili, cum ar fi Na+, se comportă ca un așa-numit . β''-alumina este utilizată ca membrană solidă în diverse tipuri de celule electrochimice cu săruri topite. Alte materiale cu conductivitate ionică ridicată includ zirconia stabilizată cu ytriu (YSZ) și oxizii de ceriu dopat cu lantan (LCO).

Istorie Conducția ionică în solide a fost studiată încă de la începutul secolului al XIX-lea. Michael Faraday a arătat în 1839 că legile electrolizei, care descriu relația cantitativă dintre curentul electric și cantitatea de substanță produsă, sunt aplicabile și în cazul solidelor ionice, precum fluorura de plumb(II) (PbF2) și (Ag2S).

În 1921 s-a descoperit că iodura de argint solidă (AgI) prezintă o conductivitate ionică foarte ridicată la temperaturi peste 147 °C. La această temperatură, AgI suferă o tranziție de fază către o structură cu conductivitate ionică de ordinul a ~1 S/cm, mult mai mare decât cea a majorității solidelor la temperaturi comparabile. Această fază de temperatură înaltă a AgI constituie un exemplu de , adică un material caracterizat printr-o conductivitate ionică excepțional de mare. Structura parțial dezordonată a rețelei cristaline permite ionilor Ag+ să migreze cu ușurință prin solid.

Un material înrudit, Ag2HgI4, prezintă de asemenea valori ridicate ale conductivității ionice. β''-alumina a fost dezvoltată în anii 1960 de Ford Motor Company în contextul cercetărilor privind sisteme de stocare a energiei pentru vehicule electrice, în special pentru bateriile sodiu–sulf. Ulterior, acest material a fost utilizat și în alte aplicații, precum celule electrochimice cu săruri topite și senzori de gaze.

Note

Vezi și Energie de rețea

Legături externe J Chem Phys

Categorie:Electrochimie Categorie:Mărimi fizice