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J-GLOBAL ID：201702230101108580   整理番号：17A0552116

ナトリウムイオン電池用ヘキサシアノメタラート 電子スピンのコンフィギュレーションを用いる高酸化還元電位への洞察

Hexacyanometallates for sodium-ion batteries: insights into higher redox potentials using d electronic spin configurations

著者 (6件)： Kim Duho (Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Seoul National University, Gwanak-ro 1, Gwanak-gu, Seoul 08826, Republic of Korea. [e-mail]) ,  Hwang Taesoon ,  Lim Jin-Myoung ,  Park Min-Sik ,  Cho Maenghyo ,  Cho Kyeongjae
資料名： Physical Chemistry Chemical Physics  (Physical Chemistry Chemical Physics)
巻： 19  号： 16  ページ： 10443-10452  発行年： 2017年 
JST資料番号： A0271C  ISSN： 1463-9076  CODEN： PPCPFQ  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： ありきたりのNaMO₂の系と比べて,ヘキサシアノメタラート化合物の異常な酸化還元機構を根本から解明するべく第一原理計算と実験とに基づいて検証した。理論計算からはNa₂Fe₂(CN)₆中と同じ酸化状態(Fe²⁺)でシアニド基(-CN)が配位したFeイオンの低スピンと高スピンの各状態を同定した。遷移金属(TM)の結晶場理論(CFT)に基づいた電子スピンの立体配置の位置依存性を考慮に入れ,Na₂Fe₂(CN)₆とNa₂Mn₂(CN)₆を用いて熱力学的な混合エネルギーを計算することでNa₂Fe₂(CN)₆の熱力学的安定相を決定した。八面体(即ちFe(CN)₆とMn(NC)₆)構造が原因の多数の原子配置と格子定数の内Na₂Fe_2-xMn_x2(CN)₆の相安定性はTMの電子構造とスピン状態とに大きく依存する。部分状態密度(PDS)と空間電子分布とから安定層中の低スピン状態(t)にあるFe²⁺と高スピン状態(t及びe)にあるMn²⁺とがNa⁺を取り去るとNa₂Fe₂(CN)₆に比べて高い酸化還元電位(~3.55eVvs.Na/Na⁺)になる。加えて高スピン状態のMn²⁺のイオン半径が大きいためにNa₂Fe_2-xMn_x2(CN)₆のx=0からx=1迄の格子定数が増加する。他方,Na₂Fe₂Mn(CN)₆の最不安定相中の高スピン状態(t及びe)のFe²⁺と低スピン状態(t)のMn²⁺とはより低い酸化還元電位を持つであろう。TMのスピンの立体配置と酸化還元電位及びCFTとの根本的な相関に基づき,二次電池システム用の高エネルギー密度インターカレーション化合物の材料設計の概念を示唆した。Copyright 2017 Royal Society of Chemistry All Rights reserved. Translated from English into Japanese by JST

シソーラス用語： *二次電池 ,  *ヘキサシアノ鉄酸塩 ,  *ナトリウム化合物 ,  *マンガン錯体 ,  酸化還元反応 ,  反応機構 ,  シアノ基 ,  エネルギー準位 ,  *電子スピン ,  結晶場 ,  熱力学的安定度 ,  相安定性 ,  電子構造 ,  *酸化還元電位 ,  イオン半径 ,  *立体配置 ,  *混合物
準シソーラス用語： *ナトリウムイオン電池 ,  位置依存性

分類 (3件)： 電気化学反応  (CB07050F) ,  二次電池  (YB04030K) ,  鉄の錯体  (CE01091H)

タイトルに関連する用語 (5件)： ナトリウムイオン電池 ,  電子スピン ,  コンフィギュレーション ,  酸化還元電位 ,  洞察