Forskare vid universiteten i Warwick och Birmingham har identifierat tidigare dolda materialfaser som bildas vid upphettning, däribland en ny vismutvanadatstruktur och en litiumlagrande förening som kan förbättra teknik för solbränslen och batterier.
Studien, som rapporterades den 9 oktober, undersökte vad som sker mellan ett molekylärt utgångsmaterial och dess slutliga fasta produkt – faser som ofta förbises i traditionell materialforskning. Forskargruppen använde specialdesignade ”single-source precursors” som innehöll de grundämnen som krävdes för att bilda målföreningarna, och följde sedan deras omvandling när temperaturen steg. Deras analys avslöjade flera kortlivade amorfa och kristallina faser, däribland en tidigare okänd, kinetiskt stabiliserad form av vismutvanadat kallad β-BiVO₄.
Till skillnad från kända former av BiVO₄ har det nya materialet en annan atomstruktur och ett betydligt större bandgap, vilket förändrar hur det samverkar med ljus. Detta skulle kunna ge nya möjligheter att finjustera material som används för att spjälka vatten och framställa vätgas, liksom inom katalys och elektronik. En annan mellanfas visade en stark förmåga att lagra litium, vilket tyder på möjlig användning i nästa generations laddningsbara batterier.
Forskarna menar att upptäckterna visar att mellanmaterial inte bara är tillfälliga steg, utan kan vara värdefulla föreningar som avsiktligt kan skapas och stabiliseras.