Li₁.₇MnP₂O₇ (부분 탈리튬화 파이로포스페이트)

모체 Li₂MnP₂O₇-OER-catalyst의 첫 번째 탈리튬화 생성물로, NO₂BF₄(산화환원 전위 2.05 V vs NHE)를 이용한 화학적 Li 추출에 의해 얻어진다. Li₂₋ₓMnP₂O₇ 계열에서 x = 0.3에 위치하며, Mn²⁺와 Mn³⁺ 사이의 중간 평균 Mn 원자가를 나타낸다 (see Park et al., J. Am. Chem. Soc. (2014), PDF pp.2–3, Figs. 2–3).

정의

• 단상(monophasic) 탈리튬화 파이로포스페이트; (110) XRD 피크 및 단위셀 부피는 Li₂MnP₂O₇ 대비 미미한 변화만 보이며 (전 계열에 걸쳐 단위셀 부피 변화 <1%, 상 분리 없음), (see Park et al., J. Am. Chem. Soc. (2014), PDF p.2, Fig. 2).
• pH 7.0 포스페이트 완충 용액에서 680 mV 과전위 조건의 OER 전류 밀도는 2.8 A/g로, 모체 Li₂MnP₂O₇ (2.0 A/g)와 보다 탈리튬화된 Li₁.₅MnP₂O₇ (4.0 A/g)의 중간값을 보인다 (see Park et al., J. Am. Chem. Soc. (2014), PDF p.4, Fig. 4a; cross-table in OER-current-density-neutral-pH).

중요성

Park 2014 연구에서 Mn 산화 상태를 구조와 독립적으로 제어할 수 있게 해주는 원자가 계단 구조의 일부를 이룬다: Mn(III) 함량이 증가함에 따라 OER 활성이 단조롭게 증가하는 한편 (mn-valency-eg-occupancy-OER), 파이로포스페이트 골격은 Mn(III)의 불균등화(disproportionation)에 대해 안정화된 상태를 유지한다 (pyrophosphate-Mn-stabilization).