无机固态电解质的普适离子传输描述符与类别
材料科学
2022-11-30 v1
摘要
具有高离子电导率的固态电解质（SSE）对于燃料电池、电催化剂和固态电池等绿色能源转换与存储技术的发展及大规模应用至关重要。然而，SSE 是极为复杂的材料，其通用理性设计原则仍不确定。在此，我们结合第一性原理材料建模、计算能力与现代表征数据分析技术，推进这一基础且紧迫的技术难题的解决。我们的数据驱动调研揭示，离子扩散率与其他材料描述符之间的相关性总体上是单调的（尽管未必线性），且当后者为振动性质并显式纳入非谐效应时相关性最强。令人惊讶的是，主成分与 k-means 聚类分析表明，弹性和振动描述符——而非通常涉及的化学组成与离子迁移率描述符——最适于降低 SSE 的高复杂性并将其归类为普适类别。我们的发现凸显了考虑纳入温度效应的数据库以增进对 SSE 理解的必要性，并指向一种通用的能源材料设计方法。
引用
@article{arxiv.2211.16224,
title = {Universal ion-transport descriptors and classes of inorganic solid-state electrolytes},
author = {Cibrán López and Agustí Emperador and Edgardo Saucedo and Riccardo Rurali and Claudio Cazorla},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.16224},
year = {2022}
}
备注
13 pages, 5 figures