前回に引き続き、2018年度の51号目のネイチャーのハイライトより。
物性物理学：グラフェンシート間に形成された超高密度リチウム
Nature 564, 7735
2018年12月13日
リチウムは、炭素原子6個当たりリチウム原子1個という最大リチウム密度で、グラファイトアノードに可逆的にインターカレートする。これが、多くの消費者向け電池に使用されるグラファイトアノードの基盤である。今回J Smetたちは、透過型電子顕微鏡内部に小型電気化学セルを作製し、球面収差と色収差を補正したin situ低電圧透過型電子顕微鏡法を用いて、2層のグラフェンシート間へのリチウムのインターカレーション過程を直接観察している。意外なことに、著者たちは、今回の実験条件下において、LiC6に相当するリチウム単層ではなく多層の高密度リチウム相が形成されることを見いだした。この研究結果は、二次元層状材料では、イオンの貯蔵構成がバルクの親化合物とはっきりと異なり、場合によってはバルクよりも優れている可能性があることを示している。
Letter p.234
■Lithium - Wikipedia（英文）
半年以上前の論文でも、最先端なので、参考となるデータがありません。
本論文においては、日本語版本誌では、「物性物理学：2層のグラフェンシート間におけるリチウムの可逆的超高密度秩序化」と題されています。
フルテキストを直訳しますと・・・
2枚のグラフェンシート間のリチウムの可逆的超秩序化
となり、Abstractを直訳しますと・・・
多くの炭素同素体は、可逆的リチウム取り込み[1,2]のホスト材料として作用することができ、それによって既存および将来の電気化学エネルギー貯蔵の基礎を築くことができます。しかし、リチウムがこれらのホスト内でどのように配置されているかについての洞察は、稼働中のシステムから取得するのは困難です。例えば、軽元素（特にリチウム）[6,7]を探査するためのその場透過型電子顕微鏡[3、4、5]の使用は、衝突電子に対するそれらの低い散乱断面積およびノックオン損傷に対するそれらの感受性[8]によって厳しく妨げられている。ここでは、コントラストと解像度を要求されるレベルまで向上させるために球面収差補正と色収差補正[9]の両方を使用して、in-situ低電圧透過型電子顕微鏡によってリチウムの二層グラフェンへの可逆的インターカレーションを研究します。顕微鏡観察は、電子エネルギー損失分光法および密度汎関数理論計算によって裏付けられている。長くて狭い二層の一端を覆う電気化学セルからのそれらの遠隔挿入で、我々は、リチウム原子が2つのカーボンシートの間の多層最密秩序をとることを観察する。この超相に関連するリチウム貯蔵容量は、LiC_6の形成から予想されるものをはるかに超えています。これは、バルクグラファイトカーボン10内でのリチウムインターカレーションの通常の条件下で知られている最も密な構造です。したがって、我々の発見は、それらのバルク親化合物と比較して、二次元層状材料中のイオンの明確な貯蔵配置の存在の可能性を示している。
となります。
フルテキストは下記です。詳細が必要な方はご購入をお願いいたします。
Full Text：Full Text
Reversible superdense ordering of lithium between two graphene sheets
Data availabilityによりますと・・・
この研究の発見を裏付けるデータは、要望に応じて対応する著者から入手可能です。
究極に溜まりに溜まったネイチャー。次回は、「有機化学：一方のキラリティーのみを得る新しい方法」を取り上げます。
