Том 60, № 1 (2024)

Перовскитоподобные материалы со смешанной ионной и электронной проводимостью рассматриваются как перспективные функциональные материалы для протонно-керамических электрохимических устройств. В работе впервые получен и исследован ряд твердых растворов La_0.9Sr_0.1Sc_{1 – x}Mn_xO_{3 – δ}, в которых ионы скандия в позиции В-катиона последовательно замещены на ионы марганца. Проведена аттестация полученных материалов методами рентгенофазового анализа, растровой электронной микроскопии и энергодисперсионного микроанализа. Показано влияние допанта на спекаемость и морфологию исследуемых материалов. Электропроводность твердых растворов изучена с использованием четырехзондового метода на постоянном токе в зависимости от температуры и влажности газовой фазы.

В работе представлены результаты исследований структурных, термических и транспортных свойств твердых композиционных электролитов (1 – x)(C₄H₉)₃CH₃NBF₄ – xC_НА (где С_НА – нанодисперсные алмазы, 0 ≤ x < 1, х – мольная доля). Методом Паули показано, что кристаллическая структура низкотемпературной фазы (C₄H₉)₃CH₃NBF₄ описывается пространственной группой симметрии P4₂/ncm. Обнаружено, что добавление наноалмазной инертной добавки приводит к увеличению электропроводности композиционного электролита на 4 порядка величины до значения 1.3∙10^–3 См/см при 145 ^оC при x = 0.98. Теоретические зависимости хорошо описывают экспериментальные данные в диапазоне концентраций 0 ≤ x ≤ 0.99 при температурах 84 и 127 ^оC.

В настоящей работе изготовлен экспериментальный модуль для очистки водорода на основе никелевых капилляров. Проведены испытания модуля при варьировании температуры, разницы парциального давления водорода с питающей и проницаемой стороны капилляров. Максимальный поток водорода, полученный с помощью модуля на основе 7 никелевых капилляров с толщиной стенки 50 мкм, составил 37.2 мл/мин при температуре 900 ^оС и давлении водорода 0.9 атм. Показана устойчивость исследуемого модуля к термоциклированию в интервале температур 600–800 ^оС в течение 55 ч.

Представленная статья посвящена исследованию стабильности микротрубчатых мембран на основе Ba_0.5Sr_0.5Co_{0.8 – x}Fe_0.2Mo_xO_{3 – δ} -оксидов, полученных методом фазовой инверсии. В работе показано, что МТ-мембраны состава BSCFMx проявляют долговременную стабильность и устойчивость к термоциклированию в градиенте воздух/гелий. Максимальные кислородные потоки были достигнуты при использовании МТ-мембраны состава Ba_0.5Sr_0.5Co_0.75Fe_0.2Mo_0.05O_{3 – δ} (JO₂ = 7.6 мл см^-2мин^-1 при T = 850 ^oС и pO_2.1 = 0.21 атм). В работе получена детальная равновесная фазовая диаграмма для BSCFM5-оксида. Продемонстрировано отсутствие нежелательных фазовых переходов.

Перовскитоподобные оксиды на основе ферритов лантана-стронция считаются перспективными электродными материалами для использования в различных типах топливных элементов, а стратегия модификации данных материалов частичным замещением железа высокозарядными сегнетоактивными катионами зарекомендовала себя как эффективный способ повышения их химической устойчивости. В настоящей работе впервые приведены результаты исследования газовой проницаемости микротрубчатых кислородных мембран на основе оксида La_0.5Sr_0.5Fe_{1 – x}Nb_xO_{3 – δ}. Найдена энергия активации объемной диффузии в решетке оксида (20 ± 4 кДж/моль).

Были синтезированы композиционные твердые электролиты [(CH₃)(C₄H₉)C₅H₁₀N]BF₄–A (где A – γ-Al₂O₃, SiO₂). Исследованы их термические и электропроводящие свойства. Обнаружено, что проводимость композитов [C₁₀H₂₂N]BF₄–Al₂O₃ проходит через максимум при x ~0.9 и достигает значения 4.6·10^-4 См/см при 130 ^оС для композита 0.1[C₁₀H₂₂N]BF₄–0.9Al₂O₃. Отсутствие теплового эффекта при температуре плавления ионной соли, показывающего высокую ионную проводимость, свидетельствует о том, что при x ≥ 0.9 тетрафторборат н-метил-н-бутил-пиперидиния находится в аморфном состоянии, и ионный перенос осуществляется вдоль границы раздела фаз ионная соль/оксид. В случае композитов [C₁₀H₂₂N]BF4 – SiO₂ влияние гетерогенного допанта на ионный перенос менее значительно и проводимость обусловлена ионной солью, находящейся в порах добавки.