研究人员研究新型高离子导率材料

据国外网站报道：ILL的研究人员开发出一种可用于燃料电池中的新型材料，同时研究了其独特的化学键以及性质。

巴克敏斯特富勒烯或者简称C60，自从上个世界八十年代中期被发现以来，除了引起了极大的研究关注以及诞生了几个诺贝尔化学奖，这种笼型分子并没有产生什么实际应用的例子。但是当这种分子中加入了了碱金属（例如金属锂）之后，分子会产生聚合作用，形成长链物质并产生一些新特性。例如Li4C60虽然是固体，但是在室温下甚至能有和普通液态电解质差不多的离子导率，这给了研究人员们启发将其用在燃料电池或者是锂电池之中。

研究人员利用中子和核磁共振的方法来确定碳原子在分子间化学键作用下的具体位置以及锂原子在晶格中所处的位置。这个过程包含了一系列的中子衍射和光谱实验，这些实验都在 ILL的Super D2B双轴衍射计和IN4C和IN1BeF光谱分析仪上进行。除此之外，研究人员还应用了理论晶格计算来得到其晶体结构，并表现其动态行为。

结果证明，理论计算和实验数据相吻合，这表明了C60确实存在特殊的化学键，并且锂原子在C60分子间的转移是造成这一现象的原因。锂原子所处的位置对于原子的高迁移率有着重要影响 ，另外这种转移对于C60分子的移动也有贡献。事实上，一些混合模式例如锂原子和相邻的C60分子共同移动也可以在一些低频率下被观察到。这表明锂原子的传导性与C60分子对于锂原子的作用密不可分。

ILL的科学家表示该研究有利于理解分子的晶体结构，并帮助设计出有可控离子导率的固体材料，而这种材料将可以用于开发新一代的锂离子电池或者将其集成进非液体离子交换膜，用于下一代燃料电池。