- PII
- S0132665125010113-1
- DOI
- 10.31857/S0132665125010113
- Publication type
- Article
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume 51 / Issue number 1
- Pages
- 119-133
- Abstract
- Жидкофазными методами совместного осаждения гидроксидов и совместной кристаллизации азотнокислых солей синтезированы высокодисперсные порошки состава (СeO)(DyO) (х = 0.05, 0.10, 0.15, 0.20). На их основе получена керамика, представляющая собой кубические твердые растворы типа флюорита с ОКР ~ 90 нм (1300°С) с открытой пористостью в интервале 2-14% и кажущейся плотностью 6-7 г/см. Исследовано влияние методов синтеза и спекающих добавок на физико-химические и электрофизические свойства керамики. Установлено, что полученная керамика обладает преимущественно ионным типом электропроводности (числа переноса ионов t = 0.78-0.96 в интервале 300-700 °С). Электропроводность в твердых растворах осуществляется по вакансионному механизму и достигает значения а = 0.43 • 10 См/см. По своим физико-химическим свойствам (плотность, открытая пористость, тип и механизм удельной электропроводности) полученные керамические материалы перспективны в качестве твердооксидных электролитов для среднетемпературных топливных элементов.
- Keywords
- Date of publication
- 27.02.2025
- Year of publication
- 2025
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 9
References
- 1. Maric R., Mirshekari G. Solid Oxide Fuel Cells. From Fundamental Principles to Complete Systems, CRC Press, 2021. 256 p.
- 2. Ponomareva A.A., Ivanova A.G., Shilova O.A., Kruchinina I.Yu. Current state and prospects of manufacturing and operation of methane-based fuel cells (review) // Glass Physics and Chemistry. 2016. V. 42. № 1. P. 1-19.
- 3. Ponomareva A., Babushok V., Simonenko E., Simonenko N., Sevast’janov V., Shilova O., Kruchinina I. Influence of pH of solution on phase composition of samariumstrontium cobaltite powders synthesized by wet chemical technique // Sol-Gel Sci. Technol. 2018. V. 87, № 1. P. 74-82.
- 4. Galushko A.S., Panova G.G., Ivanova A.G., Masalovich M.S., Zagrebelnyy O.A., Kruchinina I.Yu., Shilova O.A. An overview of the functional ceramic and composite materials for microbiological fuel cells // J. Ceram. Sci. Technol. 2017. V. 8. № 4. Р. 433-454.
- 5. Pachauri Y.K., Chauhan R.P. A study, analysis and power management schemes for fuel cells // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2015. V. 43. P. 1301-1319.
- 6. Rekas M. Electrolytes for intermediate temperature solid oxide fuel cells // Archives of Metallurgy and Materials. 2015. V. 60. P. 891-896.
- 7. Mahato N., Banerjee A., Gupta A., Omar S., Balani K. Progress in material selection for solid oxide fuel cell technology: A review // Progr. Mater. Sci. 2015. V. 72. P. 141-337.
- 8. Sal`nikov V.V., Pikalova E.Y. Raman and impedance spectroscopic studies of the specific features of the transport properties of electrolytes based on CeO // Phys. Solid State. 2015. V. 57. P. 1944-1952.
- 9. Kalinina M.V., Dyuskina D.A., Arsent’ev M.Y., Mjakin S.V., Shilova O.A. Synthesis and characterization of ceria- and samaria-based powders and solid electrolytes as promising components of solid oxide fuel cells // Ceramics. 2022. № 5. P. 1102-1114.
- 10. Ramos-Alvarez P., Villafuerte-Castrejón M.E., González G., Cassir M., Flores-Morales C., Chávez-Carvayar J.A. Ceria-based electrolytes with high surface area and improved conductivity for intermediate temperature solid oxide fuel cells // J. Mater. Sci. 2017. V. 52. № 1. P. 519-532.
- 11. Egorova T.L., Kalinina M.V., Simonenko E.P., Simonenko N.P., Shilova O.A., Sevastyanov V.G., Kuznetsov N.T. Liquid-phase synthesis and physicochemical properties of xerogels, nanopowders and thin films of the CeO-YO system // Russian J. Inorg. Chem. 2016. V. 61. № 9. P. 1061-1069.
- 12. Кузнецова Т.Г., Садыков В.А. Особенности дефектной структуры метастабильных нано-дисперсных диоксидов церия и циркония и материалов на их основе // Кинетика и катализ. 2008. Т. 49. № 6. С. 886-905.
- 13. Jud E., Gauckler L.-J. The effect of cobalt oxide addition on the conductivity of CeGdO // J. Electroceram. 2005. V. 15. P. 159-166.
- 14. Tian C., Chan S.-W. Ionic conductivities, sintering temperatures and microstructures of bulk ceramic CeO doped with YO // Solid State Ionics. 2000. V. 134. P. 89-102.
- 15. Moghadasi M., Du W., Li M., Pei Z.J. Ceramic binder jetting additive manufacturing: Effects of particle size on feedstock powder and final part properties // Ceram.Int. 2020. V. 46. № 10. P. 16966-16972.
- 16. Fathy A., Wagih A., Abu-Oqail A. Effect of ZrO content on properties of Cu-ZrO nanocomposites synthesized by optimized high energy ball milling // Ceram.Int. 2019. V. 45. № 2. P. 2319-2329.
- 17. Li Z., He Q., Xia L., Xu Q. Effects of cathode thickness and microstructural properties on the performance of protonic ceramic fuel cell (PCFC): A 3D modelling study // Intern. J. Hydrogen Energy. 2022. V. 47. № 6, P. 4047-4061.
- 18. Хасанов О.Л. Методы компактирования и консолидации наноструктурных материалов и изделий. Изд-во Томского политехнического университета. 2008. 212 с.
- 19. Shilova O.A., Antipov V.N., Tikhonov P.A., Kruchinina I.Y., Panova T.I., Morozova L.V., Moskovskaya V.V., Kalinina M.V., Tsvetkova I.N. Ceramic nanocomposites based on oxides of transition metals of ionistors // Glass Physics and Chemistry. 2013. V. 39. № 5. P. 570-578.
- 20. Rempel A.A., Gusev A.I. // Nanocrystalline Materials. Cambridge International Science Publishing, 2004, 351 p.
- 21. Duran P., Villegas M., Capel F., Recio P. Low temperature sintering and microstructural development of nanocrystalline Y-TZP ceramics // J. Eur. Ceram. Soc. 1996. V. 16. P. 945-952.
- 22. Межгосударственный стандарт ГОСТ 473.4-81. Изделия химически стойкие и термостойкие керамические. Метод определения кажущейся плотности и кажущейся пористости: утв. постановлением Госстандарта СССР от 22 июня 1981 г. № 3036.
- 23. Нечипоренко А.П. Донорно-акцепторные свойства поверхности твердофазных систем. Индикаторный метод. СПб: Лань, 2017. 284 с.
- 24. Pivovarova A.P., Strakhov V.I., Popov V.P. On the mechanism of electron conductivity in lanthanum metaniobate // Tech. Phys. Letters. 2002. V. 28. P. 815-817.
- 25. Лягаева Ю.Г., Медведев Д.А., Демин А.К., Ярославцева Т.В., Плаксин С.В., Поротникова Н.М. Особенности получения плотной керамики на основе цирконата бария // Физика и техника полупроводников. 2014. Т. 48. № 10. С. 1388-1393.
- 26. Галлямов А.Н., Казанцев А.Л., Сковородников П.В., Пойлов В.З. Обзор современных функциональных материалов, используемых в твердооксидных топливных элементах, работающих на водородном топливе // Вестник ПНИПУ. Химическая технология и биотехнология. 2022. № 4. С. 38-62.
