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多晶K-β"氧化铝在室温水溶液中的耐离子性和化学稳定性

固态离子
2019

碱金属固态电解质和水溶液之间的界面通常不稳定。特别是β/β″氧化铝超离子导体的使用,由于其众所周知的对水蒸气的敏感性,通常局限于没有液态水的条件下。然而,暴露在水溶液中的降解机制尚不清楚。采用阻抗谱、红外光谱和化学分析等方法,研究了K+-离子导电多晶K-β″氧化铝膜在室温水溶液中离子阻抗上升的机理。在不同浓度的LiOH、NaOH、KOH、CsOH和KBr的对称水阻抗池中使用非阻塞Fe2+/Fe3+偶联膜,发现膜的电阻上升速率高度依赖于溶液中的pH和K+浓度。我们发现在中性pH溶液中,该速率从~ 50-200 Ω cm2 h−1下降到碱性或高K+浓度溶液中~ 0.1-1 Ω cm2 h−1。表征结果与K+对水合质子的离子交换是电阻上升的机理一致。