Trastorno de orientación del NH en el borohidruro de hexamina y magnesio

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Química del estado sólido
• La cristalografía

Sus antecedentes:

• El borohidruro de hexamina de magnesio, Mg ((NH3) 6 ((BH4) 2), es un material prometedor para el almacenamiento de hidrógeno (16,8% en peso).
• Las aplicaciones potenciales incluyen electrolitos conductores de Mg2+ en baterías de estado sólido.
• Los estudios anteriores se enfrentaron a desafíos para determinar su estructura cristalina debido a la ambigüedad de la molécula de amoníaco.

Objetivo del estudio:

• Para aclarar la estructura cristalina de la hexamina borohidruro de magnesio.
• Para entender el comportamiento de las moléculas de amoníaco dentro de la red cristalina.
• Para asignar modos de vibración en el espectro infrarrojo.

Principales métodos:

• Difracción de rayos X de sincrotrón a temperatura ambiente y 120 K.
• Solución de estructura cristalográfica que incorpora el desorden de orientación.
• Espectroscopia infrarroja para el análisis del modo de vibración.

Principales resultados:

• La estructura cristalina a temperatura ambiente se resolvió modelando el trastorno de orientación de las moléculas de amoníaco.
• A 120 K, los picos de Bragg adicionales indicaron una expansión de la célula unitaria debido a la congelación de la libertad de orientación del amoníaco.
• Se logró una asignación completa de los modos vibratorios en el espectro infrarrojo a temperatura ambiente.

Conclusiones:

• El desorden de orientación de las moléculas de amoníaco es crítico para la estructura cristalina a temperatura ambiente de la hexamina borohidruro de magnesio.
• Los cambios estructurales dependientes de la temperatura proporcionan información sobre la dinámica molecular.
• Este trabajo permite una comprensión más profunda de la hexamina borohidruro de magnesio para el almacenamiento de hidrógeno y las aplicaciones de la batería.