Un conductor de protones es un electrolito , típicamente un electrolito sólido , en el que H + [1] son los principales portadores de carga.
Composición
Las soluciones ácidas exhiben conductividad de protones , mientras que los conductores de protones puros suelen ser sólidos secos. Los materiales típicos son polímeros o cerámica. Normalmente, los poros en materiales prácticos son pequeños, de modo que los protones dominan la corriente directa y se evita el transporte de cationes o disolvente a granel. El hielo de agua es un ejemplo común de conductor de protones puro, aunque relativamente pobre. [2] Se ha demostrado que una forma especial de hielo de agua, el agua superiónica , se conduce mucho más eficientemente que el hielo de agua normal. [3]
La conducción de protones también se ha observado en el nuevo tipo de conductores de protones para pilas de combustible: los cristales plásticos iónicos orgánicos próticos (POIPC), como el perfluorobutanosulfonato de 1,2,4-triazolio [5] y el metanosulfonato de imidazolio . [6] En particular, se alcanza una alta conductividad iónica de 10 mS/cm a 185 °C en la fase plástica del metanosulfonato de imidazolio.
Cuando están en forma de membranas delgadas , los conductores de protones son una parte esencial de las celdas de combustible pequeñas y económicas . El nafión polímero es un conductor de protones típico en las pilas de combustible. Una sustancia gelatinosa similar al Nafion que reside en las ampollas de Lorenzini de los tiburones tiene una conductividad de protones sólo ligeramente inferior a la del nafion. [7] [8]
Se ha informado de una alta conductividad de protones entre ceratos alcalinotérreos y materiales de perovskita a base de circonato , como SrCeO 3 , BaCeO 3 y BaZrO 3 dopados con aceptor . [9] También se ha encontrado una conductividad de protones relativamente alta en ortoniobatos y ortotantalatos de tierras raras, así como en tungstatos de tierras raras. [10]
Referencias
^ Tradicionalmente, aunque no precisamente, los iones H + se denominan " protones ".
^ Sugimura, Emiko; Komabayashi, Tetsuya; Ohta, Kenji; Hirose, Kei; Ohishi, Yasuo; Dubrovinsky, Leonid S. (21 de noviembre de 2012). "Evidencia experimental de conducción superiónica en hielo de H 2 O". La Revista de Física Química . 137 (19): 194505. Código bibliográfico : 2012JChPh.137s4505S. doi : 10.1063/1.4766816. hdl : 20.500.11820/72f4ed9b-47ba-450d-9ba9-9ca5df9f21f7 . ISSN 0021-9606. PMID 23181324. S2CID 44731086.
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^ Sarah Kaplan (27 de octubre de 2021) [16 de mayo de 2016]. "Los órganos sensores de electricidad de los tiburones son incluso más poderosos de lo que pensábamos". El Washington Post . Washington, DC ISSN 0190-8286. OCLC 1330888409.[ por favor consulte estas fechas ]
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^ Haugsrud, Reidar; Norby, Truls (1 de marzo de 2006). "Conducción de protones en ortoniobatos y ortotantalatos de tierras raras". Materiales de la naturaleza . 5 (3): 193–196. doi :10.1038/nmat1591.
