Unravelling ultraslow lithium-ion diffusion in γ-LiAlO2 : experiments with tracers, neutrons, and charge carriers

Lithium aluminum oxide (γ-LiAlO2) has been discussed and used for various applications, e.g., as electrode coating, membrane, or tritium breeder material. Although lithium-ion diffusion in this solid is essential for these purposes, it is still not sufficiently understood on the microscopic scale. Herein, we not only summarize and assess the available studies on diffusion in different crystalline forms of γ-LiAlO2, but also complement them with tracer-diffusion experiments on (001)- and conductivity spectroscopy on (100)-oriented single crystals, yielding activation energies of 1.20(5) and 1.12(1) eV, respectively. Scrutinous crystal-chemical considerations, Voronoi–Dirichlet partitioning, and Hirshfeld surface analysis are employed to identify possible diffusion pathways. The one-particle potential, as derived from high-temperature powder neutron diffraction data presented as well, reveals the major path to be strongly curved and to run between adjacent lithium positions with a migration barrier of 0.72(5) eV. This finding is substantiated by comparison with recently published computational results. For the first time, a complete model for lithium-ion diffusion in γ-LiAlO2, consistent with all available data, is presented.DFG, FOR 1277, Mobilität von Lithiumionen in Festkörpern (molife

Changement d’état liquide [math] solide dans les milieux poreux

L’étalement du thermogramme de solidification d’un condensat capillaire est lié à la distribution de ses rayons de pores. Ce phénomène est utilisé pour déterminer, à partir de mesures calorimétriques d’énergie et de température de transformation, le spectre de répartition des rayons de pores d’un échantillon poreux. L’exposé de la méthode constitue la première partie de ce travail. Contrairement à la méthode BJH et à celle basée sur la pénétration du mercure, cette nouvelle méthode ne fait appel à aucune hypothèse concernant la forme des pores, la solidification ayant lieu à tout instant partout où l’espace poreux permet l’apparition d’un germe stable de nucléation. La comparaison entre la méthode proposée et les méthodes déjà citées fournit un renseignement structural supplémentaire relatif à la forme des pores. Un renseignement de même nature est fourni par l’étude de l’hystérésis manifestée par les thermo- grammes de solidification et de fusion. On donne des exemples d’application de la méthode proposée sur des échantillons à simple et double répartitions

Fusion technology program. Ceramic breeders

SIGLECNRS RP 148 (736) / INIST-CNRS - Institut de l'Information Scientifique et TechniqueFRFranc