- Код статьи
- S3034613425030055-1
- DOI
- 10.7868/S3034613425030055
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том 51 / Номер выпуска 3
- Страницы
- 353-370
- Аннотация
- Методом совместной кристаллизации азотносильных солей синтезированы высокодисперсные мезопористые порошки состава GdSrCoO (x = 0.1, 0.15, 0.2, 0.25), GdSrNiO и GdLaSrCoO. На их основе получены керамические напоматериалы заданного состава с ОКР ~ 49–62 нм (1200 °C), открытой пористостью 17–42% и кажущейся плотностью 5–7 г/см. Нанопорошки и керамика в интервале 600–1200 °C обладают тетрагональной и орторомбической структурой типа перовскита в системе GdO–SrO–CoO. Установлено, что для получения оптимальных характеристик плотности и пористой структуры керамики необходимы комбинированные добавки поливинилового спирта (ПВС) в сочетании с гидроксидом алюминия –Al(OH), выступающим в качестве поробразователя и спекающей добавки. Твердые растворы имеют смешанную электронно-ионную проводимость с числами переноса = 0.92–0.99; t = 0.08–0.01. По своим физико-химическим и электрофизическим свойствам, связанные со структурными особенностями твердых растворов и полученные на их основе керамические материалы перспективны в качестве твердооксидных катодов среднетемпературных топливных элементов.
- Ключевые слова
- нанокерамика кристаллическая структура типа перовскита электропроводность ионная и электронная доли проводимости топливные элементы катодные материалы
- Дата публикации
- 01.03.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 32
Библиография
- 1. Maric R., Mirshekari G. Solid Oxide Fuel Cells, From Fundamental Principles to Complete Systems // CRC Press. 2021. P. 256.
- 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. No 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. N. 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. Ceramic Science and Technology. 2017. V. 8. N. 4. P. 433–454.
- 5. Miranda P.E. Science and Engineering of Hydrogen-Based Energy Technologies: Hydrogen Production and Practical Applications in Energy Generation // Elsevier Science & Technology. 2018. 326 p. ISBN: 9780128142516
- 6. Pachauri R.P., Chauhan Y.K. A study, analysis and power management schemes for fuel cells // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2015. V. 43. P. 1301–1319.
- 7. Tarancon A. Strategies for Lowering Solid Oxide Fuel Cells Operating Temperature // Energies. 2009. V. 2. P. 1130–1150.
- 8. Wincewicz K., Cooper J. Taxonomies of SOFC Material and Manufacturing Alternatives // J. Power Sources. 2005. V. 140. N. 2. P. 280–296.
- 9. Steele B.C.H. Materials for IT-SOFC Stacks 35 years R&D: the Inevitability of Gradualness // Solid State Ionics. 2000. V. 134. P. 3–20.
- 10. Ma B., Balachandran U. Phase stability of SrFeCo in reducing environment // Mat. Res. Bull. 1998. V. 33. P. 223–236.
- 11. Hendriksen P.V., Larsen P.H., Mogensen M., Poulsen F.W., Wiik K. Prospects and problems of dense oxygen permeable membranes // Catal. Today. 2000. V. 56. P. 283–295.
- 12. McIntosh S., Vente J.F., Haije W.G., Blank D.H.A., Bouwmeester H.J.M. Phase stability and oxygen nonstoichiometry of SrCoFeO — measured by in situ neutron diffraction // Solid State Ionics. 2006. V. 177. P. 833–842.
- 13. Jun A., Kim. J., Shin J., Kim. G. Perovskite as a cathode material: a review of its role in solid-oxide fuel cell technology // ChemElectroChem. 2016. V. 3. P. 511–530.
- 14. Sadykov V.A., Pavlova S.N., Khardamova T.S., Muzykantov V.S., Ishchenko A.V., Bobin A.S., Mezentseva N.V., Alikina G.M., Lukashievich A.I., Krieger T.A., Larina T.V., Bulgakov N.N., Taplin V.M., Belyaev V.D., Sadovskaya E.M., Boronin A.I., Uvarov N.F., Sobyanin V.A., Okhlupin Y.S., Bobrenok O.F., Smirnova A.L., Smorygo O.L., Kilner J.A. Perovskites and their nanocomposites with fluorite-like oxides as materials for solid oxide fuel cells cathodes and oxygen-conducting membranes: mobility and reactivity of the surface/bulk oxygen as a key factor of their performance // Perovskites: structure, properties and uses // Nova Science Publishers, Inc. 2010. P. 67–178.
- 15. Ярославцев И.Ю., Богданович Н.М., Вдовин Г.К., Демьяненко Т.А., Бронин Д.И., Исупова Л.А. Катоды на основе никелато — ферритов редкоземельных металлов, изготовленные с применением промышленного сырья для твердооксидных топливных элементов // Электрохимия. 2014. T. 50. № 6. C. 611–617.
- 16. Kul'kov S.N., Buyakova S.P., Smolin A. Yu., Roman N.V., Kinelovskij S.A. Percolation transitions in the pore structure of ceramics and its physical and mechanical properties // Technical Physics Letters. 2011. V. 37. N. 8. P. 34–40.
- 17. Гузман И.Я. Высокоотнеупорная пористая керамика // И.Я. Гузман. М.: Стройиздат. 1969. 208 с.
- 18. Guzman I.Ya. Some principles of the formation of porous ceramic structures, properties and applications // Glass and ceramics. 2003. N. 9. P. 28–31.
- 19. Kul'kov S.N., Buyakova S.P., Smolin A. Yu., Roman N.V., Kinelovskij S.A. Percolation transitions in the pore structure of ceramics and its physical and mechanical properties // Technical Physics Letters. 2011. V. 37. N. 8. P. 34–40.
- 20. Гращенков Д.В., Балинова Ю.А., Тинякова Е.В. Керамические волокна оксида алюминия и материалы на их основе //Стекло и керамика. 2012. № 4. С. 32–35.
- 21. Duran P., Villegas M., Capel F., Recio P., Maure C. Low temperature sintering and microstructural development of nano scale Y-TZP ceramics // J. Eur. Ceram. Soc. 1996. N. 16. P. 945.
- 22. ГОСТ 473.4-81 [Russian Standard GOST 473.4–81, 1981 (in Russian)].
- 23. Нечипоренко А.П. Донорно-акцепторные свойства поверхности твердофазных систем. Индикаторный метод. Лань, 2017. 284 с.
- 24. Сычев М.М., Минакова Т.С., Симова Ю.Г., Шилова О.А. Кислотно-основные характеристики поверхности твердых тел и управление свойствами материалов и композитов // Санкт-Петербург: Химиздат, 2016. 271 с.
- 25. 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. P. 570–578.
- 26. Рючатоха А.Р., Strakhov V.I., Popov V.P. On the mechanism of electron conductivity in lanthanum metainiobate // Technical Physics Letters. 2002. V. 28. P. 815–817.
- 27. Пальгуев С.Ф., Гильдерман В.К., Земцов В.И. Высокотемпературные оксидные электронные проводники для электромических устройств. Москва: Наука. 1990. 197 с. ISBN 5-02-001490-7
