【导读】
固态离子导体具备高离子电导率，上海是交通固态电池、固体氧化物燃料电池、大学队固的熵电解池电化学能量转换器件的陈倩关键质料。上述器件的栎团商业化运用将鼎力增长绿色能源睁开，助力实现碳达峰、态离碳中以及。学中深入清晰质料的上海离子输运机制，将为钻研职员开拓妄想固态离子导体质料的交通新思绪。在固态离子导体中每一每一审核到Meyer-Neldel纪律（也称焓-熵抵偿纪律）：在调控质料妄想使离子输运活化能飞腾的大学队固的熵同时，离子电导率指下场子也同时飞腾。陈倩该纪律导致了一个差距于传统意见的栎团服从，即活化能的态离飞腾并不总是可能后退离子电导率。可是学中，当初对于固态离子学中Meyer-Neldel纪律的上海根基物理清晰并不周全。环抱Meyer-Neldel纪律运用于固态离子导体的适用性与规模性品评辩说对于新离子导体质料的妄想开拓具备紧张意思。
【下场掠影】
克日，上海交通大学陈倩栎副教授团队详细诠释了Meyer-Neldel纪律的意见、物理意思、适用规模以及该纪律对于离子输运的影响，重点合成了固态离子导体中的焓-熵抵偿关连，特意品评辩说了晶格振动（声子）对于离子输运的贡献。该钻研指出，Meyer-Neldel纪律适用于成份相似以及妄想相似的质料。经由异化或者应变修正此类质料的离子输运性子时，存在等能源学温度（isokinetic temperature, Tiso）限度离子电导率的后退。因此，钻研等能源学温度对于妄想离子电导率的调控策略具备紧张意思。从等能源学温度入手，该钻研讲明了Meyer-Neldel纪律眼前的物理机制，即活化能以及迁移熵之间的抵偿关连，以为迁移熵与离子跳跃历程的振动频率无关。当活化能远大于情景所提供的热能时，迁移熵存在一个累计的激发贡献提供克制能垒所需的能量，即多激发熵（multi-excitation entropy）。此外，等能源学温度可经由修正质料组分或者施加低压应变等试验措施判断。该钻研特意关注了Meyer-Neldel纪律对于离子输运的影响，有望为新型固态离子导体质料的研发指明倾向。相关钻研下场以“Entropy and Isokinetic Temperature in Fast Ion Transport”为题，宣告在驰名期刊《Advanced Science》上。
【中间立异点】
文章经由详细诠释Meyer-Neldel纪律在固态离子学中的物理意思以及适用规模，重点关注固态离子导体中的焓-熵抵偿关连，品评辩说晶格振动对于离子输运的贡献，为运用Meyer-Neldel纪律研发新型固态离子导体质料提供了新的见识。
【数据概览】
图1 石榴石型锂离子导体的离子电导率© 2023 Wiley
(a) 阿仑尼乌斯图，图中的交点为等能源学温度。
(b) Meyer-Neldel图，展现了指下场子与离子迁移活化能的关连。
图2 等能源学温度（Tiso）对于调控离子电导率的紧张熏染© 2023 Wiley
(a) 地域I（蓝色）以及地域II（粉色）分说展现质料温度高于以及低于Tiso的情景，离子电导率曲线i、ii以及iii分说具备挨次飞腾的活化能以及指下场子。
(b) Li1-3xGaxZr2(PO4)3（x= 0, 0.02, 0.05, 0.1）的锂离子电导率。
(c) Na3PS4-xSex（x= 0, 2, 4）的钠离子电导率。
图3 低压应变下石榴石型锂离子导体Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12 的活化能与指下场子的关连严厉凭证Meyer-Neldel纪律。© 2023 Wiley
图4 (a) 钙钛矿型质子导体以及(b) 硫化物LGPS型锂离子导体中，等能源学温度以及等能源学指下场子的相关性。© 2023 Wiley
【下场开辟】
文章经由诠释Meyer-Neldel纪律在固态离子学中的物理意思以及适用规模、合成固态离子导体中的焓-熵抵偿关连、品评辩说晶格振动对于离子输运的贡献，钻研了该纪律对于离子输运的影响，以及对于新型快离子导体研发的教育熏染，为未来环抱Meyer-Neldel纪律的物理根基及实际运用等规模的钻研指明了倾向。
【原文信息】
Entropy and Isokinetic Temperature in Fast Ion Transport (Adv. Sci. 2023, 2305065.)
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202305065
本文第一作者杜朋为上海交通大学密西根学院博士，现于中国迷信院上海运用物理钻研所妨碍博士后钻研。通讯作者为上海交通大学密西根学院副教授、博士生导师陈倩栎。上海交通大学密西根学院朱虹教授、瑞士联邦质料迷信与技术钻研所Artur Braun博士以及加拿大蒙特利尔理工学院Arthur Yelon教授配合退出了钻研使命。
【课题组简介】
陈倩栎，上海交通大学密西根学院副教授、博士生导师。2012年于瑞士苏黎世联邦理工大学物理业余获博士学位。2013至2015年于德国马克斯普朗克聚合物钻研所处置博士后钻研。主要钻研资料中的离子与电子输运机制，经由揭示抉择质料功能的物理化学机理，提出能源质料优化改性的新措施。落选德国洪堡学者、上海市“扬帆妄想”。取患上瑞士中子散射协会青年迷信奖。代表性下场宣告于Nature Co妹妹unications、Chemical Reviews、Advanced Energy Materials、Chemistry of Materials等高水平期刊。课题组诚招2024年退学恳求审核制博士生，欲清晰概况，招待碰头课题组网站：https://sites.ji.sjtu.edu.cn/qianli-chen
本文由陈倩栎课题组供稿。
