Istraživanje koje su proveli znanstvenici Instituta Ruđer Bošković, Sveučilišta u Lilleu iz Francuske i Sveučilišta u Pardubicama iz Češke rasvjetljava ključne čimbenike koji utječu na električnu vodljivost fosfatnih stakala koja sadrže okside prijelaznih metala. Rezultati istraživanja nedavno su objavljeni u uglednom časopisu 'Journal of Materials Chemistry' i imat će bitnog utjecaja na razvoj i primjenu stakala kako katodnih materijala u elektrokemijskim uređajima.
Fosfatna stakla se koriste u optici, kemijskoj industriji i elektronici zbog svojih specifičnih svojstava poput transparentnosti, otpornosti na kemikalije i toplinu i zato što su dobri električni izolatori. Poboljšanje njihove elektronske vodljivosti omogućava njihovu širu primjenu u elektroničkim uređajima i potiče razvoj novih, naprednih energetskih uređaja. Također, omogućava podrobnije proučavanje njihovih električnih svojstava i otkrivanje novih za razvoj novih materijala za napredne aplikacije.
Članovi istraživačkog tima iz tri zemlje vjeruju kako će njihovi rezultati potaknuti budući napredak u istraživanjima katodnih materijala na osnovi oksidnih stakla, s ciljem poboljšanja učinkovitosti i sigurnosti elektrokemijskih uređaja. Uz to, iskorištavanjem mogućnosti optimiranja električne vodljivosti promjenom sastava i strukture, stvorit će se i nove mogućnosti za pohranu energije. Naime, upravo je porast potražnje za učinkovitijim i sigurnijim elektrokemijskim uređajima, uključujući baterije, fotonaponske ćelije i gorivne članke potaknuo intenzivna istraživanja električki vodljivih oksidnih stakala. Među njima su upravo ekološki prihvatljiva fosfatna stakla privukla pozornost znanstvenika zbog svojih povoljnih svojstava kao što su kemijska i toplinska stabilnost, ali i isplativost proizvodnje u različitim oblicima poput tankih filmova. S druge strane, njihova razmjerno mala električna vodljivost predstavljala je ograničavajući čimbenik pa je u provedenom istraživanju prioritet bio razumijevanje dinamike nositelja naboja i utjecaja strukturnih karakteristika kao ključnih elemenata za poboljšanje električnih svojstava tih materijala.
"Naša istraživanja pružaju dragocjena saznanja o strukturnim svojstvima i vodljivosti fosfatnih stakala s oksidima prijelaznih metala. Nadamo se da će ova saznanja potaknuti daljnji napredak u razvoju naprednih materijala za elektrokemijske uređaje i pridonijeti održivom energetskom sektoru," zaključila je dr. sc. Sanja Renka, prva autorica na objavljenom radu i asistentica u Laboratoriju za funkcionalne materijale IRB-a. U svakom slučaju, istraživanje predstavlja važan korak prema razumijevanju i optimiranju fosfatnih stakala kao funkcionalnih materijala za elektrokemijske uređaje i pruža nove perspektive za razvoj energetski učinkovitih rješenja u budućnosti. Istraživanje je provedeno u okviru projekta Hrvatske zaklade za znanost, izvijestio je IRB.
