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Nuovi possibili composti antiferroelettrici per l’accumulo di energia

Recentemente è stata scoperta una nuova classe di sistemi ternari intermetallici (formula generale ABC) con previste proprietà antiferroelettriche. Scienziati dell’UE hanno iniziato la loro indagine sperimentale al fine di comprendere le loro proprietà e di valutare se potrebbero superare le limitazioni dei materiali esistenti attualmente usati nei dispositivi di accumulo dell’energia.
Nuovi possibili composti antiferroelettrici per l’accumulo di energia
I composti ABC sono una nuova classe di materiali che si prevede manifesti delle proprietà antiferroelettriche che potrebbero essere particolarmente utili per gli impieghi nell’accumulo dell’energia. La maggior parte di questi materiali non è mai stata fabbricata e di conseguenza le conoscenze relative alle loro proprietà e alle possibili applicazioni sono attualmente molto limitate.

Gli scienziati finanziati dall’UE dell’iniziativa NAGCESA (Novel antiferroelectric glass-ceramics for energy storage applications) hanno iniziato la sintesi e la caratterizzazione dei composti ABC per ottenere ulteriori conoscenze relativa al loro comportamento.

L’indagine sperimentale è stata condotta principalmente sul sistema MgSrSi, un composto ABC che si ritiene possieda una struttura modello per comprendere altri materiali simili. Sono stati usati differenti metodi di sintesi per produrre MgSrSi ed è stata stabilita la strada ottimale di sintesi basata su una lega meccanica, che potrebbe essere anche impiegata per fabbricare altri composti ABC. Il team di ricerca ha inoltre studiato struttura cristallina, legami chimici, proprietà vibrazionali e struttura delle bande elettroniche del composto MgSrSi usando delle simulazioni ab initio.

In aggiunta all’indagine su MgSrSi, NAGCESA ha studiato altri materiali ceramici potenzialmente antiferroelettrici, inclusi SrSnO3, SrZrO3, CaGeO3 e MgGeO3. Si è scoperto che questi materiali si comportano come dielettrici lineari e non sono adatti per l’accumulo di energia. Tuttavia, essi hanno mostrato una bassa permettività e perdita dielettrica e potrebbero essere prima o poi idonei per applicazioni a microonde.

I principali risultati di NAGCESA includono l’identificazione di un’idonea strada di sintesi per i composti ABC e la comprensione degli effetti delle condizioni di lavorazione sulle fasi e sulla microstruttura dei sistemi di ossidi studiati. Il progetto ha inoltre portato alla creazione di una nuova corrente di ricerca sulle elettroceramiche in un’università europea.

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Keywords

Accumulo energia, composti ABC, NAGCESA, MgSrSi, elettroceramiche