Реферат: На протяжении последних лет ведется активный поиск новых материа-лов для использования в различных электрохимических устройствах (мембраны, топливные ячейки, электролизеры и т.д.) с селективной во-дородной проницаемостью и высокими показателями термостойкости и механической прочности. Для обеспечения данных характеристик су-ществуют подходы, заключающиеся в создании композитных материа-лов, включающих как металлическую фазу, так и фазу сложного оксида. Сплавы ванадия обладают сравнительно высокой проницаемостью водорода сквозь кристаллическую решетку металла по сравнению с широко используемым для создания металлических мембран Pd. Для решения проблемы водородного охрупчивания и снижения стоимости материала ванадий легируют такими металлами как Ni, Cr и Сu. Добавление Ni позволяет добиться высокой водородной проницаемости в более широком диапазоне температур, а также снизить растворимость водорода в сплаве . При легировании Cr достигается баланс между проницаемостью и растворимостью водорода, а внедрение Cu в ОЦК-матрицу ванадия улучшает её пластичность и механическую прочность. В качестве второй составляющей композита выбраны сложные оксиды со структурой перовскита LaScO3 и шеелита LaNbO4. Скандаты лантана проявляют высокую протонную проводимость при допировании акцептором - Sr - в А-положение кристаллической структуры. Допирование Mo в B-положение LaNbO4 стабилизирует высокотемпературную фазу шеелита, а способность ионов Mo к частичному восстановлению позволяет добиваться высоких показателей смешанной проводимости в среде водорода. Образцы сплавов ванадия и ортониобатов лантана были приготовлены методом механохимической активации, позволяющим за короткое вре-мя (20–40 мин) получать однофазный целевой продукт, образцы скандатов лантана — методом Пекини. Полученные порошки сложных оксидов прокаливали на воздухе при 700–1100 °С. Нанокомпозиты получали обработкой смеси сложных оксидов и сплавов (при со-отношении 70 : 30 вес. %) методом диспергирования в среде изопропилового спирта и ПАВ с последующим прокаливанием в среде Ar. Для измерения протонной проводимости полученные порошки таблетировали и спекали при температуре 1100 °С (6 ч) в среде Ar. Генезис структуры и текстуры сплавов ванадия, сложных оксидов и нанокомпозитов исследованы с использованием РФА, ИК-спектроскопии, ПЭМ высокого разрешения и РЭМ с элементным анализом, проводимость образцов — с помощью спектроскопии импеданса.

Библиографическая ссылка: Беспалко Ю.Н. , Харина С.Н. , Симонов М.Н. , Садыков В.А.
Разработка материалов на основе сплавов ванадия для мембран с селективной водородной проницаемостью
Всероссийская конференция «Химия твёрдого тела и функциональные материалы-2022» и ХIV Симпозиум «Термодинамика и материаловедение» 10-13 окт. 2022