Solid state ionics
سالڈ اسٹیٹ آئنکس آئنک الیکٹرانک مخلوط موصل اور مکمل آئنک موصل (ٹھوس الیکٹرولائٹس) اور ان کے استعمال کا مطالعہ ہے۔ کچھ مواد جو اس زمرے میں آتے ہیں ان میں غیر نامیاتی کرسٹل اور پولی کرسٹل ٹھوس، سیرامکس، شیشے، پولیمر اور مرکب شامل ہیں۔ سالڈ اسٹیٹ آئنک ڈیوائسز، جیسے کہ سالڈ آکسائڈ فیول سیل، خاص طور پر سخت حالات میں، سیال الیکٹرولائٹس والے موازنہ آلات کے مقابلے میں بہت زیادہ قابل اعتماد اور دیرپا ہو سکتے ہیں۔ سالڈ اسٹیٹ آئنکس کا میدان سب سے پہلے یورپ میں تیار کیا گیا تھا، جس کا آغاز 1834 میں مائیکل فیراڈے کے ٹھوس الیکٹرولائٹس اے جی 2 ایس اور پی بی ایف 2 پر کام سے ہوا تھا۔ بعد میں والتھر نرنسٹ نے بنیادی شراکت کی، جس نے نرنسٹ مساوات اخذ کی اور ہیٹروولینٹ ڈوپڈ زرکونیا میں آئنک کنڈکشن کا پتہ لگایا، جسے اس نے اپنے نرنسٹ لیمپ میں لاگو کیا۔ ایک اور بڑا قدم آگے بڑھ کر 1914 میں سلور آیوڈائڈ کی خصوصیت تھی۔ 1930 کے آس پاس، پوائنٹ نقائص کا تصور یاکوف فرینکل، والٹر شاٹکی اور کارل ویگنر نے قائم کیا تھا، جس میں شاٹکی اور ویگنر کے ذریعہ پوائنٹ ڈیفیکٹ تھرموڈینامکس کی ترقی بھی شامل ہے۔ اس سے آئنک کرسٹل، آئن کنڈکٹنگ شیشے، پولیمر الیکٹرولائٹس اور نینو کمپوزائٹس میں آئنک اور الیکٹرانک ٹرانسپورٹ کی وضاحت کرنے میں مدد ملی۔ 20 ویں صدی کے آخر اور 21 ویں صدی کے اوائل میں، سالڈ اسٹیٹ آئنکس نے نئے سالڈ الیکٹرولائٹس کی ترکیب اور خصوصیت اور سالڈ اسٹیٹ بیٹری سسٹمز، فیول سیلز اور سینسرز میں ان کے استعمال پر توجہ مرکوز کی۔ سالڈ اسٹیٹ آئنکس کی اصطلاح 1967 میں تیکھیکو تاکاہاشی نے تیار کی تھی، لیکن سالڈ اسٹیٹ آئنکس جریدے کے ظہور کے ساتھ 1980 کی دہائی تک یہ بڑے پیمانے پر استعمال نہیں ہوا۔ اس موضوع پر پہلی بین الاقوامی کانفرنس 1972 میں بیلجیریٹ، اٹلی میں "فاسٹ آئن ٹرانسپورٹ ان سالڈز، سالڈ اسٹیٹ بیٹریز اینڈ ڈیوائسز" کے نام سے منعقد ہوئی تھی۔ 1830 کی دہائی کے اوائل میں، مائیکل فیراڈے نے مائع اور ٹھوس الیکٹرولائٹس میں آئنوں کی حرکت کو دریافت کرکے الیکٹرو کیمسٹری اور سالڈ اسٹیٹ آئنکس کی بنیادیں رکھی۔ اس سے پہلے، 1800 کے آس پاس، الیسنڈرو وولٹا نے اپنے وولٹک ڈھیر میں مائع الیکٹرولائٹ کا استعمال کیا، جو پہلی الیکٹرو کیمیکل بیٹری تھی، لیکن یہ سمجھنے میں ناکام رہے کہ آئن اس عمل میں شامل ہیں۔ دریں اثنا، برقی کرنٹ کے ذریعے حلوں کے سڑنے پر اپنے کام میں، فیراڈے نے نہ صرف آئن، کیشن، آئن، الیکٹروڈ، انوڈ، کیتھوڈ، الیکٹرولائٹ اور الیکٹرولائسس کے نظریات کا استعمال کیا، بلکہ ان کے لیے موجودہ اصطلاحات بھی استعمال کیں۔ فیراڈے نے الیکٹرولائٹ میں برقی کرنٹ کو آئنوں کی حرکت سے منسلک کیا، اور دریافت کیا کہ آئن برقی تجزیہ کے ذریعے عناصر میں تبدیل ہوتے ہوئے الیکٹروڈ کے ساتھ اپنے چارج کا تبادلہ کر سکتے ہیں۔ انہوں نے برقی تجزیہ کے دو قوانین کے ذریعے ان عملوں کی مقدار متعین کی۔ پہلا قانون (1832) بیان کرتا ہے کہ الیکٹروڈ پر کسی پروڈکٹ کی کمیت، αm، الیکٹرولائٹ، αq سے گزرنے والے چارج کی مقدار کے ساتھ لکیری طور پر بڑھتی ہے۔ دوسرا قانون (1833) نے δm اور "الیکٹرو کیمیکل مساوی" کے درمیان متناسبیت کو قائم کیا اور فیراڈے مستقل F کی تعریف F = (δq/δm) (M/z) کے طور پر کی، جہاں M مولر ماس ہے اور z آئن کا چارج ہے۔ 1834 میں، فیراڈے نے گرم ٹھوس الیکٹرولائٹس Ag2S اور PbF2 میں آئنک چالکتا دریافت کی۔ پی بی ایف 2 میں، گرم کرنے پر چالکتا میں اضافہ اچانک نہیں تھا، بلکہ سو ڈگری سیلسیس پر پھیل گیا تھا۔ اس طرح کا طرز عمل، جسے فیراڈے ٹرانزیشن کہا جاتا ہے، کیشن کنڈکٹر Na2S اور Li4SiO4 اور آئن کنڈکٹر PbF2، CaF2، SrF2، SrCl2 اور LaF3 میں مشاہدہ کیا جاتا ہے۔ بعد میں 1891 میں، جوہان ولہیم ہٹورف نے الیکٹرو کیمیکل خلیوں میں آئن ٹرانسپورٹ نمبروں کے بارے میں اطلاع دی، اور 20 ویں صدی کے اوائل میں ان نمبروں کا تعین ٹھوس الیکٹرولائٹس کے لیے کیا گیا۔ پہلے نظریات اور ایپلی کیشنز وولٹک ڈھیر نے بہتر بیٹریوں کی ایک سیریز کو متحرک کیا، جیسے ڈینیل سیل، فیول سیل اور لیڈ ایسڈ بیٹری۔ ان کے عمل کو 1800 کی دہائی کے آخر میں ولہیلم اوسٹ والڈ اور والتھر نرنسٹ کے نظریات سے بڑی حد تک سمجھا گیا۔ 1894 میں اوسٹ والڈ نے فیول سیل میں توانائی کی تبدیلی کی وضاحت کی اور اس بات پر زور دیا کہ اس کی کارکردگی تھرموڈینامکس سے محدود نہیں ہے۔ اوسٹ والڈ، جیکوبس ہنریکس وینٹ ہوف، اور سوانٹے آرہینیئس کے ساتھ مل کر، الیکٹرو کیمسٹری اور کیمیائی آئنک تھیوری کے بانی باپ تھے، اور 1909 میں کیمسٹری میں نوبل انعام حاصل کیا۔ اس کا کام والتھر نرنسٹ نے جاری رکھا، جس نے نرنسٹ مساوات اخذ کی اور ہیٹروولینٹ ڈوپڈ زرکونیا میں آئنک کنڈکشن کو بیان کیا، جسے اس نے اپنے نرنسٹ لیمپ میں استعمال کیا۔ نرنسٹ کو 1887 میں شائع ہونے والے آرہینیئس کے علیحدگی کے نظریہ سے متاثر کیا گیا تھا، جو حل میں موجود آئنوں پر انحصار کرتا تھا۔ 1889 میں انہوں نے الیکٹرو کیمیکل اور کیمیائی توازن کے درمیان مماثلت کا احساس کیا، اور اپنی مشہور مساوات وضع کی جس نے مختلف الیکٹرو کیمیکل خلیوں کے آؤٹ پٹ وولٹیج کی درست پیش گوئی کی جو ان کے اجزاء کی تھرموڈینامک خصوصیات سے مائع الیکٹرولائٹس پر مبنی ہے۔ اپنے نظریاتی کام کے علاوہ، 1897 میں نرنسٹ نے پہلا لیمپ پیٹنٹ کرایا جس میں ٹھوس الیکٹرولائٹ کا استعمال کیا گیا۔ موجودہ کاربن فلیمنٹ لیمپ کے برعکس، نرنسٹ لیمپ ہوا میں کام کر سکتا تھا اور دوگنا زیادہ موثر تھا کیونکہ اس کا اخراج سپیکٹرم دن کی روشنی کے قریب تھا۔ برلن میں ایک لائٹنگ کمپنی اے ای جی نے ایک ملین جرمن سونے کے نشانوں کے لیے نرنسٹ کا پیٹنٹ خریدا، جو اس وقت ایک خوش قسمتی تھی، اور دنیا کے میلے ایکسپوزیشن یونیورسل (1900) میں اپنے بوتھ کو روشن کرنے کے لیے 800 نرنسٹ لیمپ استعمال کیے۔ 19 ویں اور 20 ویں صدی کے اوائل میں بیان کردہ کئی ٹھوس الیکٹرولائٹس میں، α-AgI، سلور آیوڈائڈ کی اعلی درجہ حرارت والی کرسٹل لائن شکل، کو وسیع پیمانے پر سب سے اہم سمجھا جاتا ہے۔ اس کی برقی ترسیل کی خصوصیت کارل ٹوبنڈٹ اور ای لورینز نے 1914 میں کی تھی۔ اے جی آئی، اے جی سی ایل اور اے جی بی آر کے ان کے تقابلی مطالعے سے یہ ظاہر ہوا کہ α-AgI، 147 اور 555 ڈگری سیلسیس کے درمیان تھرمل طور پر مستحکم اور انتہائی کنڈکٹو ہے۔ اس رینج میں درجہ حرارت کے ساتھ کنڈکٹوٹی کمزور ہوتی گئی اور پھر پگھلنے پر گر گئی۔ یہ طرز عمل مکمل طور پر بدلنے والا تھا اور غیر توازن کے اثرات کو خارج کر دیا گیا تھا۔ ٹوبنڈٹ اور لورینز نے اسی طرح کے رویے والے دیگر مواد کو بیان کیا، جیسے کہ α-CuI، α-CuBr، β-CuBr، اور Ag2S، Ag2Se اور Ag2Te کے اعلی درجہ حرارت کے مراحل۔ انہوں نے چالکتا کو سلور اور کپرس ہالائڈز میں کیٹیشن کے ساتھ اور سلور چالکوجینائڈز میں آئنوں اور الیکٹرانوں کے ساتھ منسلک کیا۔ آئنک کرسٹل میں نقائص 1926 میں، یاکوف فرینکل نے تجویز کیا کہ اے جی آئی جیسے آئنک کرسٹل میں، تھرموڈینامک توازن میں، کیٹیشن کا ایک چھوٹا سا حصہ، α، اپنے باقاعدہ جالی کے مقامات سے انٹرسٹیشیل پوزیشنوں میں منتقل ہو جاتا ہے۔ انہوں نے فرینکل جوڑوں کے ایک مول کی تشکیل کے لیے گبز توانائی کے ساتھ α کا تعلق α = ایکسپ (-αG/2RT) کے طور پر کیا، جہاں T درجہ حرارت ہے اور R گیس کا مستقل ہے۔ αG = 100 kJ/mol کی ایک عام قیمت کے لیے، α ~ 1 100°C پر اور ~ 6 400°C پر۔ اس خیال نے قدرتی طور پر بصورت دیگر عیب سے پاک آئنک کرسٹل میں متحرک آئنوں کے قابل تعریف حصے کی موجودگی کی وضاحت کی، اور اس طرح ان میں آئنک چالکتا۔ فرینکل کے خیال کو کارل ویگنر اور والٹر شاٹکی نے اپنے 1929 کے نظریہ میں وسعت دی تھی، جس میں آئنک کرسٹل میں پوائنٹ نقائص کے توازن تھرموڈینامکس کو بیان کیا گیا تھا۔ خاص طور پر، ویگنر اور شاٹکی نے ان کرسٹل میں اسٹوچیومیٹری سے انحراف کو کرسٹل اجزاء کی کیمیائی صلاحیتوں سے منسلک کیا، اور مخلوط الیکٹرانک اور آئنک ترسیل کے رجحان کی وضاحت کی۔ ویگنر اور شاٹکی نے اے بی قسم کے اسٹوچیومیٹرک بائنری آئنک کرسٹل میں پوائنٹ ڈیفیکٹ ڈس آرڈر کے چار انتہائی معاملات پر غور کیا: انٹرسٹیشیل کیٹیشن اے + اور لیٹس کی خالی جگہوں کے جوڑے (فرینکل نقائص) انٹرسٹیشیل اینائنز بی-اور لیٹس کی خالی جگہوں کے جوڑے (اینٹی فرینکل نقائص) انٹرسٹیشیل کیٹیشن اے + اور انٹرسٹیشیل اینائنز بی-کے جوڑے جن میں کوئی خالی جگہیں نہیں ہیں۔ اے اور بی قسم کی لیٹس کی خالی جگہوں کے جوڑے جن میں کوئی انٹرسٹیشیل (شاٹکی ڈس آرڈر) نہیں ہے۔ ٹائپ 3 ڈس آرڈر عملی طور پر نہیں ہوتا ہے، اور ٹائپ 2 کا مشاہدہ صرف غیر معمولی صورتوں میں کیا جاتا ہے جب آئن کیٹیشن سے چھوٹے ہوتے ہیں، جبکہ دونوں اقسام 1 اور 4 عام ہیں اور ایک ہی ایکس پی (-δG/2RT) درجہ حرارت پر انحصار ظاہر کرتے ہیں۔ بعد میں 1933 میں، ویگنر نے تجویز پیش کی کہ دھاتی آکسائڈز میں دھات کی زیادتی کے نتیجے میں اضافی الیکٹران پیدا ہوں گے، جبکہ دھات کی کمی سے الیکٹران ہولز پیدا ہوں گے، یعنی جوہری غیر اسٹیوچیومیٹری کے نتیجے میں مخلوط آئنک-الیکٹرانک ترسیل ہوگی۔ عوارض آئنک شیشوں کی دیگر اقسام کرسٹل لائن آئنک کنڈکٹرز کا مطالعہ جہاں اضافی آئنوں کو پوائنٹ عیب کے ذریعے فراہم کیا گیا تھا، 1950 کی دہائی تک جاری رہا، اور ہر مرکب کے لیے اس کی آئنک ساخت کے لحاظ سے ترسیل کا مخصوص طریقہ کار قائم کیا گیا۔ 1970 کی دہائی کے آخر میں شیشے اور پولیمرک الیکٹرولائٹس کے ظہور نے آئنک کی ترسیل کے نئے طریقہ کار فراہم کیے۔ شیشوں میں چالکتا کی ایک نسبتا وسیع رینج حاصل کی گئی تھی، جس میں موبائل آئنوں کو میٹرکس سے متحرک طور پر الگ کیا گیا تھا۔ یہ پایا گیا کہ بعض نمکیات کے ساتھ گلاس کو ڈوپ کرکے، یا شیشے کے مرکب کا استعمال کرکے چالکتا میں اضافہ کیا جا سکتا ہے۔ کمرے کے درجہ حرارت پر چالکتا کی اقدار 0.03 S/cm تک زیادہ ہو سکتی ہیں، جس میں ایکٹیویشن توانائیاں 20 kJ/mol تک کم ہوتی ہیں۔ کرسٹل کے مقابلے میں، شیشوں میں آئسوٹروپک خصوصیات، مسلسل ٹیون ایبل کمپوزیشن اور اچھی کام کرنے کی اہلیت ہوتی ہے۔ ان میں نقصان دہ اناج کی حدود کی کمی ہوتی ہے اور انہیں کسی بھی شکل میں ڈھالا جا سکتا ہے، لیکن ان کی آئنک ٹرانسپورٹ کو سمجھنا طویل فاصلے کی ترتیب کی کمی کی وجہ سے پیچیدہ تھا۔ تاریخی طور پر، آئنک چالکتا کا ثبوت 1880 کی دہائی میں فراہم کیا گیا تھا، جب جرمن سائنس دانوں نے محسوس کیا کہ تھورنگین گلاس سے بنا ایک اچھی طرح سے کیلیبریٹڈ تھرمامیٹر ابلتے پانی میں ڈوبنے کے فورا بعد برف میں رکھے جانے پر 0 ڈگری سیلسیس کے بجائے − 0.0 ڈگری سیلسیس دکھائے گا، اور کئی مہینوں کے بعد ہی ٹھیک ہوگا۔ 1883 میں، انہوں نے گلاس میں سوڈیم اور پوٹاشیم کے مرکب کو سوڈیم یا پوٹاشیم سے تبدیل کرکے اس اثر کو 10 گنا کم کیا۔ اس دریافت نے اوٹو شاٹ کو پہلا درست لیتھیم پر مبنی تھرمامیٹر تیار کرنے میں مدد کی۔ شیشے میں آئنک چالکتا پر مزید منظم مطالعات 1884 میں شائع ہوئے، لیکن صرف ایک صدی بعد ہی وسیع توجہ حاصل کی۔ آئنک شیشوں کے لیے کئی عالمگیر قوانین تجرباتی طور پر وضع کیے گئے ہیں اور دیگر آئنک کنڈکٹرز تک توسیع کی گئی ہے، جیسے کہ برقی چالکتا کا تعدد انحصار σ (ν)-σ (0) ~ νp، جہاں ایکسپوینٹ p مواد پر منحصر ہوتا ہے، لیکن درجہ حرارت پر نہیں، کم از کم ~ 100 K سے نیچے۔ یہ طرز عمل قریبی مقامات کے درمیان فعال ہوپنگ کنڈکشن کا فنگر پرنٹ ہے۔ 1975 میں، شیفیلڈ (برطانیہ) کے ایک پولیمر کیمسٹ، پیٹر وی رائٹ نے پہلا پولیمر الیکٹرولائٹ تیار کیا، جس میں پولی تھیلین آکسائڈ (پی ای او) میٹرکس میں سوڈیم اور پوٹاشیم کے نمک شامل تھے۔ بعد میں ایک اور قسم کے پولیمر الیکٹرولائٹس، پولی الیکٹرولائٹ، کو آگے رکھا گیا، جہاں آئن غیر جانبدار، پولیمر میٹرکس کے بجائے برقی طور پر چارج شدہ ہوتے ہیں۔ پولیمر الیکٹرولائٹس نے شیشوں کے مقابلے میں کم چالکتا دکھائی، لیکن وہ سستے، بہت زیادہ لچکدار تھے اور آسان مشینی اور مختلف شکلوں میں تشکیل دے سکتے تھے۔ جبکہ آئنک شیشے عام طور پر نیچے چلائے جاتے ہیں، پولیمر کنڈکٹر عام طور پر اپنے شیشے کی منتقلی کے درجہ حرارت سے اوپر گرم ہوتے ہیں۔ نتیجتا، برقی میدان اور مکینیکل اخترتی دونوں پولیمر میں ایک جیسے وقت کے پیمانے پر ختم ہو جاتے ہیں، لیکن شیشوں میں نہیں۔ 1983 اور 2001 کے درمیان یہ خیال کیا جاتا تھا کہ بے ساختہ حصہ آئنک چالکتا کا ذمہ دار ہے، یعنی پولیمر میں تیز آئنک ٹرانسپورٹ کے لیے (تقریبا) مکمل ساختی خرابی ضروری ہے۔ تاہم، 2001 میں اور بعد میں کئی کرسٹل پولیمرز کو بیان کیا گیا ہے جن میں آئنک چالکتا 0.1 S/cm 30°C تک زیادہ ہے اور صرف 0.24 eV کی ایکٹیویشن توانائی ہے۔ نینو اسٹرکچرز 1970-80 کی دہائی میں، یہ محسوس کیا گیا کہ نینو سائز والے نظام آئنک چالکتا کو متاثر کر سکتے ہیں، جس سے نینو آئنکس کا ایک نیا میدان کھل سکتا ہے۔ 1973 میں، یہ اطلاع دی گئی تھی کہ لتیم آیوڈائڈ (ایل آئی آئی) کرسٹل کی آئنک چالکتا کو اس میں "موصلیت" والے مواد (ایلومینیم) کا باریک پاؤڈر شامل کرکے 50 گنا بڑھایا جا سکتا ہے۔ یہ اثر 1980 کی دہائی میں ایلیومینا نینو پارٹیکلز کے ساتھ ڈوپ شدہ اے جی-اور ٹی ایل-ہیلائڈز میں دوبارہ پیش کیا گیا تھا۔ اسی طرح، موصلیت نینو پارٹیکلز کے اضافے نے آئنک پولیمر کی چالکتا کو بڑھانے میں مدد کی۔ ان غیر متوقع نتائج کی وضاحت میٹرکس-نینو پارٹیکل انٹرفیس پر چارج کی علیحدگی کے ذریعے کی گئی تھی جس نے میٹرکس کو اضافی کنڈکٹو چینل فراہم کیے تھے، اور اس انٹرفیس کے رقبے کو بڑھانے کے لیے فلر ذرات کے چھوٹے سائز کی ضرورت تھی۔ کرسٹل لائن آئنک کنڈکٹرز میں اناج کی حدود کے لیے اسی طرح کے چارج علیحدگی کے اثرات مشاہدہ کیے گئے۔ 1971 تک، روبیڈیم سلور آیوڈائڈ (RbAg4I5) پر مبنی ٹھوس حالت کے خلیات اور بیٹریاں درجہ حرارت اور خارج ہونے والے دھاروں کی ایک وسیع رینج میں ڈیزائن اور جانچ کی گئی ہیں۔ RbAg4I5 کی نسبتا زیادہ چالکتا کے باوجود، فی یونٹ وزن (ca. 5 ڈبلیو ایچ/کلوگرام)۔ اس کے برعکس، لی آئی، جس کی چالکتا صرف سی اے تھی۔ کمرے کے درجہ حرارت پر 1 S/cm، مصنوعی پیس میکرز کے لیے بیٹریوں میں وسیع پیمانے پر استعمال پایا گیا۔ اس طرح کا پہلا آلہ، جو غیر ڈوپڈ ایل آئی آئی پر مبنی تھا، مارچ 1972 میں اٹلی کے شہر فیرارا میں ایک انسان میں لگایا گیا تھا۔ بعد کے ماڈلز کو الیکٹرولائٹ کے طور پر استعمال کیا گیا۔ یہ ایل آئی آئی کی ایک فلم تھی، جسے اس کی چالکتا کو بڑھانے کے لیے ایلومینیم نینو پارٹیکلز کے ساتھ ڈوپ کیا گیا تھا۔ لی آئی انوڈ اور آیوڈین پولی (2-وینیلپیریڈائن) کیتھوڈ کے درمیان ان سیٹو کیمیائی رد عمل میں تشکیل پایا تھا، اور اس وجہ سے آپریشن کے دوران کٹاؤ اور دراڑوں سے خود ٹھیک ہو گیا تھا۔ پگھلے ہوئے سوڈیم انوڈ اور پگھلے ہوئے سلفر کیتھوڈ کے درمیان سینڈوچ کیے گئے سیرامک β-Al2O3 الیکٹرولائٹ پر مبنی سوڈیم سلفر خلیات نے اعلی توانائی کی کثافت ظاہر کی اور 1990 کی دہائی میں کار کی بیٹریوں کے لیے ان پر غور کیا گیا، لیکن ایلومینیم کے ٹوٹنے کی وجہ سے انہیں نظر انداز کر دیا گیا، جس کے نتیجے میں پگھلے ہوئے سوڈیم اور سلفر کے درمیان رد عمل کی وجہ سے دراڑیں پڑ گئیں اور اہم ناکامی ہوئی۔ نیسیکون کے ساتھ β-Al2O3 کی تبدیلی نے اس ایپلی کیشن کو محفوظ نہیں کیا کیونکہ اس نے کریکنگ کا مسئلہ حل نہیں کیا، اور اس وجہ سے کہ نیسیکون نے پگھلے ہوئے سوڈیم کے ساتھ رد عمل ظاہر کیا۔ Yttria-مستحکم زرکونیا کاروں میں آکسیجن سینسرز میں ٹھوس الیکٹرولائٹ کے طور پر استعمال ہوتا ہے، جس سے وولٹیج پیدا ہوتا ہے جو آکسیجن اور اخراج گیس کے تناسب پر منحصر ہوتا ہے اور ایندھن کے انجیکٹر کو الیکٹرانک فیڈ بیک فراہم کرتا ہے۔ اس طرح کے سینسر بہت سے دھاتی اور شیشہ بنانے والی فیکٹریوں میں بھی نصب کیے جاتے ہیں۔ ٹھوس سلور ہالائڈ الیکٹرولائٹس پر مبنی CO2، کلورین اور دیگر گیسوں کے اسی طرح کے سینسر 1980 کی دہائی 1990 کی دہائی میں تجویز کیے گئے ہیں۔ 1980 کی دہائی کے وسط سے، سمارٹ گلاس میں الیکٹروکرومک فلم (عام طور پر ڈبلیو او 3) اور آئن اسٹورنگ فلم (عام طور پر لی کو او 2) کو الگ کرنے کے لیے لی پر مبنی ٹھوس الیکٹرولائٹ کا استعمال کیا جاتا ہے، ایک ونڈو جس کی شفافیت بیرونی وولٹیج کے ذریعے کنٹرول کی جاتی ہے۔ سالڈ اسٹیٹ آئنک کنڈکٹر لتیم آئن بیٹریاں، پروٹون ایکسچینج میمبرین فیول سیلز (پی ای ایم ایف سی)، سپر کیپیسیٹرز، الیکٹرو کیمیکل انرجی اسٹوریج ڈیوائسز کی ایک نئی کلاس، اور سالڈ آکسائڈ فیول سیلز کے ضروری اجزاء ہیں، وہ آلات جو ایندھن کو آکسائڈائز کرنے سے بجلی پیدا کرتے ہیں۔ نیفیون، 1960 کی دہائی کے آخر میں دریافت ہونے والا ایک لچکدار فلوروپولیمر-پولیمر، پی ای ایم ایف سی میں پولیمر الیکٹرولائٹ کے طور پر بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ سالڈ اسٹیٹ بیٹری حوالہ جات الیکٹرو کیمسٹری بھی دیکھیں