Sonderforschungsbereiche
Sonderforschungsbereich 458 - Ionenbewegung in Materialien mit ungeordneten Strukturen -
vom Elementarschritt zum makroskopischen Transport -
A2 - Prof. Dr. H.-D. Wiemhöfer

Untersuchung einfacher und komplexer Fluoride

Kristalline Hydrogenfluoride von K⁺, Ba²⁺ and NH₄⁺ wurden synthetisiert und mit elektrochemischen Impedanz- und Polarisationsmethoden untersucht. BaHF₃ erwies sich als das stabilste Material mit der höchsten Ionenleitfähigkeit. Über Fremdionendotierung konnte für die Fluoridionen bei Messung in trockener Atmosphäre eine Frenkelfehlordnung nachgewiesen werden. Sowohl Wasser als auch Fluorwasserstoff in der Gasphase erhöhen bei zunehmendem Partialdruck die Ionenleitfähigkeit um bis zu drei Zehnerpotenzen. Der Einfluss ist reversibel. Es wurde gezeigt, dass einfache Leitfähigkeits-Gassensoren für Wasser oder Fluorwasserstoff ohne weiteres machbar sind.

Aus den Messungen kann auf einen schnellen Protonentransport in den untersuchten Hydrogenfluoriden geschlossen werden. Besonders BaHF₃ ist also eines der wenigen Beispiele für einen ambipolaren Transport zweier Ionensorten. Mechanistisch scheint vor allem die Wasserstoffbindung des HF in diesen Verbindungen eine wesentliche Voraussetzung für den beobachteten Protonentransport zu sein.

Drittmittelgeber:

Deutsche Forschungsgemeinschaft

Beteiligte Wissenschaftler:

Prof. Dr. H.-D. Wiemhöfer (Leiter), Dipl.-Chem. Christoph Kröger, Dr. Oleg Glumov (Gastwissenschaftler), Holger Niggemeier

Veröffentlichungen:

C. Kröger, H. Niggemeier, H.-D. Wiemhöfer, O. Glumov, I. Murin, Ion transport in alkaline and earth alkaline hydrogen fluorides, Solid State Ionics 154 - 155C (2002) 487 - 495.