Identificación de Canales de Migración y Cuellos de Botella en Electrolitos Sólidos de Tipo NASICON Monoclínico con Algoritmos Jerárquicos de Transporte Iónico

Resumen Los conductores superiónicos de sodio monoclínicos (NASICON; Na 3 Zr 2 Si 2 PO 12 ) son electrolitos sólidos de iones de Na bien conocidos que han sido estudiados durante 40 años. Sin embargo, debido a la baja simetría de la estructura cristalina, la identificación precisa de los canales de migración del NASICON monoclínico sigue siendo un problema sin resolver. Aquí se presenta un estudio verificado cruzado de las rutas de difusión de Na + en NASICON monoclínico mediante la integración de análisis geométrico de canales y cuellos de botella, análisis de paisajes de energía de valencia de enlace, y simulaciones de dinámica molecular ab initio. Se caracterizan los cuellos de botella que limitan la difusión, la anisotropía de la conductividad y la dependencia del tiempo y la temperatura de la distribución de Na + a lo largo de los canales, y se proponen estrategias para mejorar tanto la conductividad volumétrica como total de los electrolitos sólidos de tipo NASICON monoclínico. Este conjunto de algoritmos jerárquicos de transporte iónico no solo muestra la eficiencia y practicidad en la revelación del comportamiento de transporte iónico en materiales de tipo NASICON monoclínico, sino que también proporciona pautas para optimizar sus propiedades eléctricas que pueden ser fácilmente extendidas a otros electrolitos sólidos.