Подвижность кислорода материалов твердооксидных топливных элементов и каталитических мембран (обзор) | Sciact - CRIS-system of Boreskov Institute of Catalysis

Подвижность кислорода материалов твердооксидных топливных элементов и каталитических мембран (обзор) Review

Journal

Электрохимия
ISSN: 0424-8570

Output data

Year: 2019, Volume: 55, Number: 8, Pages: 899-918 Pages count : 20 DOI: 10.1134/S0424857019080140

Tags

изотопный обмен кислорода, самодиффузия, допированные церий-циркониевые оксиды, допированные силикаты лантана, смешанные никелаты-кобальтиты празеодима, слоистые никелаты лантаноидов, молибдаты/вольфраматы лантаноидов, композиты

Authors

Садыков В.А. ^1,2 , Садовская Е.М. ^1,2 , Еремеев Н.Ф. ¹ , Скрябин П.И. ¹ , Краснов А.В. ¹ , Беспалко Ю.Н. ¹ , Павлова С.Н. ¹ , Федорова Ю.Е. ¹ , Пикалова Е.Ю. ^3,4 , Шляхтина А.В. ⁵

Affiliations

1	Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, Новосибирск, Россия
2	Новосибирской государственный университет, Новосибирск, Россия
3	Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН, Екатеринбург, Россия
4	Уральский федеральный университет им. Б.Н. Ельцина, Екатеринбург, Россия
5	Институт химической физики им. Н.Н. Семёнова РАН, Москва, Россия

Funding (5)

1	Russian Science Foundation	16-13-00112
2	Federal Agency for Scientific Organizations	0303-2016-0013
3	Federal Agency for Scientific Organizations	0052-2014-0011 (АААА-А17-111711600093-8)
4	Russian Foundation for Basic Research	16-03-00143 (АААА-А16-116031050045-0)
5	Russian Foundation for Basic Research	18-38-20063 (АААА-А18-118102390007-8)

Одним из важных факторов, определяющих электрохимическую активность электродов твердооксидных топливных элементов, а также проницаемость кислород- и протонпроводящих мембран на основе материалов со смешанной электронной и кислород-ионной проводимостью, является транспорт кислорода: его подвижность и реакционная способность. В настоящей работе обобщены данные по кислородному транспорту, полученные для ряда материалов таких устройств с использованием современных методик изотопного обмена кислорода. На основании разработанной модели диффузии и обмена кислорода, ряд материалов ТОТЭ и мембран был изучен методом изотопного обмена кислорода с 18O2 и C18O2 в изотермическом и термопрограммированном режимах с использованием закрытого и проточного реакторов. Для материалов твердых электролитов (допированные диоксиды церия и циркония), а также протонпроводящих материалов (Ln5.5(Mo,W)O11.25) показано влияние неоднородности состава на подвижность кислорода. Для Ln6 –xWO12 – δ показано сильное влияние структуры на кислородную подвижность. Для оксидов с асимметричной структурой, в которых перенос кислорода реализуется по кооперативному механизму (La2(Mo,W)2O9, (Ln,Ca)2NiO4), введение допанта нарушает кооперативный перенос, приводя к понижению кислородной подвижности и, в ряде случаев, появлению дополнительных каналов медленной диффузии. Для нанокомпозитов PrNi0.5Co0.5O3–Ce0.9Y0.1O2, являющихся материалами катода ТОТЭ и функционального слоя кислородпроводящих мембран, наблюдалось наличие 2-х каналов диффузии, причем более подвижный кислород соответствует фазе со структурой флюорита и межфазным границам, а менее подвижный – фазе со структурой перовскита. Это реализуется благодаря особенностям перераспределения катионов между фазами.

Садыков В.А. , Садовская Е.М. , Еремеев Н.Ф. , Скрябин П.И. , Краснов А.В. , Беспалко Ю.Н. , Павлова С.Н. , Федорова Ю.Е. , Пикалова Е.Ю. , Шляхтина А.В.
Подвижность кислорода материалов твердооксидных топливных элементов и каталитических мембран (обзор)
Электрохимия. 2019. Т.55. №8. С.899-918. DOI: 10.1134/S0424857019080140 РИНЦ OpenAlex

Sadykov V.A. , Sadovskaya E.M. , Eremeev N.F. , Skriabin P.I. , Krasnov A.V. , Bespalko Y.N. , Pavlova S.N. , Fedorova Y.E. , Pikalova E.Y. , Shlyakhtina A.V.
Oxygen Mobility in the Materials for Solid Oxide Fuel Cells and Catalytic Membranes (Review)
Russian Journal of Electrochemistry. 2019. V.55. N8. P.701-718. DOI: 10.1134/S1023193519080147 WOS Scopus РИНЦ AN OpenAlex

Submitted:	Nov 29, 2018
Accepted:	Mar 12, 2019
Published print:	Aug 1, 2019

Elibrary:	39149070
OpenAlex:	W2968017724

DB	Citing
Elibrary	4
OpenAlex	2