I solfuri con formula generale Na_3−xSb_1−xW_xS₄ sono elettroliti solidi promettenti per batterie a ioni sodio (SIBs), grazie alla loro elevata conducibilità a temperatura ambiente, alla loro elevata malleabilità e alla possibilità di sintetizzarli attraverso tecniche di chimica umida.

I materiali possono cristallizzare sia in una forma polimorfa tetragonale che cubica in funzione della composizione, con la forma più conduttiva rappresentata dal polimorfo cubico (per x ≥ 0.075), per cui si prevede che i percorsi di diffusione degli ioni Na siano 3D e isotropici. Tuttavia, è nota l’esistenza di una discrepanza a temperatura ambiente tra la struttura media e quella locale anche per sistemi ad alta sostituzione.

Qui indaghiamo l’effetto della composizione e della struttura sulle proprietà di trasporto del sistema Na_3−xSb_1−xW_xS₄ combinando tecniche sperimentali e computazionali, inclusi diffrazione a raggi X con sincrotrone (XRD), analisi della funzione di distribuzione delle coppie (PDF), analisi dell’energia del sito di valenza del legame (BVSE) e dinamica molecolare classica (MD).

I risultati ottenuti da MD a lungo termine forniscono nuove intuizioni sulle caratteristiche meccanistiche del trasporto ionico in questa famiglia di elettroliti solfuri e evidenziano la loro sottile interazione con la struttura media e locale di questi materiali.