Перовскит

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Перовскит
Кристалл дизаналита (перовскит с примесями Nb, Ce, Fe)
Кристалл дизаналита (перовскит с примесями Nb, Ce, Fe)
Формула CaTiO3
Статус IMA унаследованный минерал[1]
Физические свойства
Цвет Чёрный, красновато-коричневый, бледно-жёлтый, оранжевый
Цвет черты Сероватая
Блеск Металлический
Твёрдость 5,5
Излом Раковистый
Плотность 4 г/см³
Кристаллографические свойства
Сингония Орторомбическая
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Перовски́т — сравнительно редкий для поверхности Земли минерал, титанат кальция. Эмпирическая формула: CaTiO3. Был впервые обнаружен в 1839 году на Урале; назван в честь русского государственного и военного деятеля сенатора Льва Перовского[2].

Характеристика

[править | править код]

Кристаллы перовскита имеют кубическую (псевдокубическую) форму, грани кубов иссечены короткими штрихами, параллельными рёбрам. Нередко кристаллы спаяны по граням кубов. В зависимости от примесей имеет разнообразный цвет:

  • большей частью тёмный — серовато-чёрный, железо-чёрный, красновато-бурый;
  • реже светлый — гиацинтово-красный, померанцево- и медово-жёлтый. Перовскит светлых цветов прозрачен.

Твёрдость по минералогической шкале: 5,5—6, плотность: 3,97—4,0 г/см3. Кальций может замещаться на Ce, Ti на Nb и Та, могут быть и другие примеси, что приводит к образованию кнопита, дизаналита и лопарита.

Месторождения

[править | править код]

Перовскит был обнаружен в 1839 году в Уральских горах Густавом Розе и был назван им в честь государственного деятеля, коллекционера минералов сенатора Льва Перовского.

Перовскит встречается преимущественно в тальковых и хлоритовых сланцах. В микроскопическом виде найден также в породах вулканического происхождения (в мелилитовом базальте, базальтовой лаве). Месторождения на Урале, в Тироле (Австрия), а также в Швейцарии и Финляндии.

Применение

[править | править код]
Структура перовскита (бирюзовый — атом кальция, серый — атом титана, красный — атом кислорода

Перовскит — источник титана, ниобия и ряда других элементов. Он весьма известен также благодаря своей кристаллической структуре. Атомы титана в перовските расположены в узлах слабо искажённой кубической решётки. В центрах псевдокубов располагаются атомы кальция. Атомы кислорода образуют вокруг атомов титана практически правильные октаэдры, которые немного развёрнуты и наклонены относительно идеальных положений. Среди соединений, имеющих структуру перовскита, оксиды, галогениды, интерметаллиды. Структурой перовскита (или производной от него) обладают высокотемпературные сверхпроводники, ионные проводники, а также многие магнитные и сегнетоэлектрические материалы.

Журнал «Science» включил перовскит в первую десятку прорывов 2013 года, подразумевая возможность использования его в солнечной энергетике[3].

На выставке SNEC 2024 в Шанхае китайская компания Utmo Light представила перовскитовую солнечную панель. Модуль размером 1200 мм x 600 мм предназначен для интегрированных в здания фотогальванических систем (англ. Building-integrated photovoltaics).[4]

Структурно сходные соединения

[править | править код]

Общепринята точка зрения, что нижняя мантия Земли (слой между глубинами 660 км и 2791 км) состоит на 75—80 % из (Mg,Fe)SiO3 перовскитоподобной фазы, на 5—10 % из CaSiO3 и на 10—15 % из магниевого вюстита, и, следовательно, MgSiO3 составляет около половины общего объёма нашей планеты[5].

Структурно подобные перовскиту комплексные полимерные галогениды висмута и сурьмы, разработанные российскими учёными из Института неорганической химии имени А. В. Николаева СО РАН, Института проблем химической физики РАН и аффилированные Сколково, могут стать общим принципом построения полупроводников для будущих перспективных солнечных батарей. Данное исследование позволило получить солнечную батарею с рекордными для галогенидов сурьмы и висмута коэффициентами преобразования света в электричество[6][7][8][9][10][11]. В отличие, например, от рассмотренного китайскими исследователями в 2018 году перовксито-подобного материала[12], данный полупроводник не содержит токсичного свинца.

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ Nickel E. H., Nichols M. C. IMA/CNMNC List of Mineral Names (March 2007) — 2007.
  2. ↑ Р. С. Митчелл. Названия минералов. Что они означают? = Mineral names. What do they mean? / Пер с англ. канд. геол.-мин. наук В. И. Кудряшовой. — М.: Мир, 1982. — С. 179. — 30 000 экз.
  3. ↑ Coontz, Robert (2013-12-19). "Science's Top 10 Breakthroughs of 2013" (англ.). Science. Архивировано 2 августа 2014. Дата обращения: 15 мая 2014.
  4. ↑ Перовскитовая солнечная панель. Дата обращения: 14 июня 2024. Архивировано 14 июня 2024 года.
  5. ↑ Ringwood (1991); Ono, Oganov (2005).
  6. ↑ Pavel A. Troshin, Vladimir P. Fedin, Maxim N. Sokolov, Keith J. Stevenson, Nadezhda N. Dremova. Polymeric iodobismuthates {[Bi3I10} and {[BiI4]} with N-heterocyclic cations: promising perovskite-like photoactive materials for electronic devices] (англ.) // Journal of Materials Chemistry A. — 2019-03-12. — Vol. 7, iss. 11. — P. 5957–5966. — ISSN 2050-7496. — doi:10.1039/C8TA09204D.
  7. ↑ Софья Алимова. [nation-news.ru/448620-rossiiskie-uchenye-razrabotali-novyi-material-dlya-solnechnykh-batarei Российские ученые разработали новый материал для солнечных батарей]. Народные Новости России. Дата обращения: 14 мая 2019.
  8. ↑ В России разработали новый полупроводник для солнечных батарей. Он не токсичный и очень эффективный! Хайтек. Дата обращения: 14 мая 2019. Архивировано 14 мая 2019 года.
  9. ↑ В России создали новый полупроводниковый материал для солнечных батарей. ТАСС. Дата обращения: 14 мая 2019. Архивировано 13 мая 2019 года.
  10. ↑ Ученые Сколтеха разработали новые полупроводниковые материалы для электроники. naked-science.ru. Дата обращения: 14 мая 2019. Архивировано 14 мая 2019 года.
  11. ↑ Перовскитные батареи довели почти до идеала с помощью квантовых точек Архивная копия от 24 января 2022 на Wayback Machine // Популярная механика, 21.01.2022
  12. ↑ Wang Yi-Chuen, Lee Ai-Hsuan, Chen Chiing-Chang. Perovskite-like photocatalyst, PbBiO2Br/PbO/g-C3N4: Synthesis, characterization, and visible-light-driven photocatalytic activity (англ.) // Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers. — 2018. — December (vol. 93). — P. 315—328. — ISSN 1876-1070. — doi:10.1016/j.jtice.2018.07.037. [исправить]

Ссылки

[править | править код]
Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Перовскит&oldid=139315394