Preview

Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE)

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ платный или только для Подписчиков

СИНТЕЗ И ПРОЦЕССЫ ГИДРАТАЦИИ В НОВОМ CL-ЗАМЕЩЕННОМ ПЕРОВСКИТЕ НА ОСНОВЕ НИОБАТА БАРИЯ-КАЛЬЦИЯ Ba2CaNbO5,5

https://doi.org/10.15518/isjaee.2017.13-15.061-067

Полный текст:

Аннотация

Рассматривается одно из важных направлений современного материаловедения – создание и развитие новых материалов, пригодных для использования в электрохимических устройствах, в том числе, в качестве электролитических материалов твердооксидных топливных элементов. В этой области существует задача поиска недорогого и технологичного твердого электролита с высокими значениями электропроводности и стабильного в окислительной и восстановительной атмосфере. В настоящее время перспективными устройствами являются среднетемпературные твердооксидные топливные элементы (200–500 oC), так как средние температуры наиболее оптимальны с точки зрения энергетических затрат. Перспективными ионными и протонными проводниками в этом температурном диапазоне являются электролиты на основе кислородно-дефицитных сложных оксидов. Основное внимание уделяется ниобату бария-кальция – хорошо известному кислородно-ионному и протонному проводнику. Катионное замещение является наиболее распространенным способом улучшения его транспортных свойств. Анионное замещение – это новый метод, обусловливающий рост ионной и протонной проводимости. Так, на примере протонного проводника индата бария была показана принципиальная возможность замещения ионов кислорода фторид- и хлорид-ионами, сопровождавшегося улучшением транспортных свойств галогензамещенных фаз с малой концентрацией допанта относительно недопированной матрицы.

В настоящей работе был впервые синтезирован новый протонный проводник – хлорзамещенный ниобат бария-кальция Ba2CaNbO5,5-δ/2Clδ . Синтез осуществлялся керамическим методом с максимальной температурой отжига 1 300 оС. Установлено, что полученный сложный оксид характеризуется кубической структурой двойного перовскита. Введение хлорид-ионов, обладающих большим радиусом относительно ионов кислорода, приводит к росту параметра элементарной ячейки. Доказано, что состав Ba2CaNbO5,5-δ/2Clδ способен к диссоциативному поглощению воды из газовой фазы; предел гидратации понижается относительно матричного состава Ba2CaNbO5. 

Об авторах

Н. А. Тарасова
Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина
Россия

канд. хим. наук, доцент,

д. 19, ул. Мира, Екатеринбург, 620002



А. О. Галишева
Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина
Россия
студент


В. И. Удачин
Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина
Россия
студент


Л. И. Балдина
Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина
Россия
канд. хим. наук, доцент


Список литературы

1. Kreuer, K.D. Proton-conducting oxides [Text] / K.D. Kreuer // Ann. Rev. Mat. Res. – 2003. – Vol. 33. – P. 333–359.

2. Davies, R.A. Dopant and proton incorporation in perovskite-type zirconates [Text] / R.A. Davies, M.S. Islam, J.D. Gale // Solid State Ionics. – 1999. – Vol.126. – P. 323–335.

3. Kreuer, K.D. Maier J. Proton conducting alkaline earth zirconate and titanates for high drain electrochemical applications [Text] / K.D. Kreuer [et al.] // Solid State Ionics. – 2001. – Vol. 145. – P. 295–306.

4. Norby, T. Mixed Hydrogen ion-electronic conductors for hydrogen permeable membranes [Text] / T. Norby, Y. Larring // Solid State Ionics. – 2000. – Vol. 136–137. – P. 139–148.

5. Animitsa, I.E. Intraphase chemical diffusion of water in Ba4Ca2Nb2O11 [Text] / I.E. Animitsa [et al.] // Russian J. of Electrochemistry. – 2006. – Vol. 42. – P. 311–319.

6. Korona, D.V. Effect of humidity on conductivity of Ba4Ca2Nb2O11 phase and solid solutions based on this phase [Text] / D.V. Korona [et al.] // Russian J. of Electrochemistry. – 2009. – Vol. 45. – P. 586–592.

7. Animitsa, I. Electrical properties of the fluorinedoped Ba2In2O5 [Text] / I. Animitsa, N. Tarasova, Ya. Filinkova // Solid State Ionics. – 2012. – Vol. 207. – P. 29–37.

8. Tarasova, N. Hydration and forms of oxygenhydrogen groups in oxyfluorides Ba2-0.5xIn2O5-xFx [Text] / N. Tarasova, Ya. Filinkova, I. Animitsa // Russian J. of Physical Chemistry A. – 2012. – Vol. 86. – P. 1208–1211.

9. Tarasova, N. Novel proton-conducting oxyfluorides Ba4-0.5xIn2Zr2O11-xFx with perovskite structure [Text] / N. Tarasova, I. Animitsa // Solid State Ionics. – 2012. – Vol. 264. – P. 69–75.

10. Tarasova, N. Electric properties of oxyfluorides Ba2In2O5-0.5xFx with brownmillerite structure [Text] / N. Tarasova, Ya. Filinkova, I. Animitsa // Russian J. of Electrochemistry. – 2013. – Vol. 49. – P. 45–51.

11. Tarasova, N. Effect of anion doping on mobility of ionic charge carriers in solid solutions based on Ba2In2O5 [Text] / N. Tarasova, I. Animitsa // Russian J. of Electrochemistry. – 2013. – Vol. 49. – P. 698–703.

12. Tarasova, N.A. Features of the Local Structure of Hydrated Fluorine-Substituted Solid Solutions Based on Ba2In2O5 [Text] / N. Tarasova [et al.] // Bulletin of the Russian Academy of Sciences. Physics. – 2014. – Vol. 78. – P. 730–732.

13. Tarasova, N. The influence of fluorine doping on short-range structure in brownmillerite

14. Ba1.95In2O4.9F0.1 [Text] / N. Tarasova [et al.] // Solid State Ionics. – 2015. – Vol. 275. – P. 47–53.

15. Тарасова, Н.А. Процессы гидратации оксифторидов Ba2+0.5хIn2O5Fх [Текст] / Н.А. Тарасова, И.Е. Анимица // Материаловедение. – 2015. – Т. 8. – С. 50–56.

16. Animitsa, I.E. Proton state in hydrated fluorosubstituted brownmillerites Ba2In2O5-0.5xFy·nH2O [Text] / I.E. Animitsa [et al.] // Journal of Structural Chemistry. – 2016. – Vol. 57. – P. 910–916.

17. Тарасова, Н.А. Синтез и фазовый анализ новых хлор-допированных сложных оксидов Ba2-0.5xIn2O5-xClx [Текст] / Н.А. Тарасова [и др.] // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE).– 2016. – № 05–06. – С. 71–15.

18. Тарасова, Н.А. Процессы гидратации и природа протонов в новых хлорзамещенных браунмиллеритах Ba2-0.5xIn2O5-xClx [Текст] / Н.А. Тарасова [и др.] // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). – 2016. – № 07–08. – С. 32–37.

19. Тарасова, Н.А. Влияние природы иона-заместителя (F-, Cl-) на электропроводность браунмиллеритов на основе индата бария [Текст] / Н.А. Тарасова [и др.] // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). – 2016. – № 07–08. – С. 38–42.

20. Тарасова, Н.А. Влияние анионного гетеровалентного замещения на природу электропроводности и химическую стабильность Ba2In2O5 [Текст] / Н.А. Тарасова [и др.] // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). – 2016. – № 21–22. – С. 25–30.

21. Shannon R.D. Ionic Radii [Text] / R.D. Shannon // Acta Crystallographica. – 1976. – Vol. A32. – P. 155–169.


Для цитирования:


Тарасова Н.А., Галишева А.О., Удачин В.И., Балдина Л.И. СИНТЕЗ И ПРОЦЕССЫ ГИДРАТАЦИИ В НОВОМ CL-ЗАМЕЩЕННОМ ПЕРОВСКИТЕ НА ОСНОВЕ НИОБАТА БАРИЯ-КАЛЬЦИЯ Ba2CaNbO5,5. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2017;(13-15):61-67. https://doi.org/10.15518/isjaee.2017.13-15.061-067

For citation:


Tarasova N.A., Galisheva A.O., Udachin V.I., Baldina L.I. SYNTHESIS AND HYDRATION IN THE NEW Cl-SUBSTITUTED PEROVSKITE BASED ON BARIUM-CALCIUM NIOBATE Ba2CaNbO5.5. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2017;(13-15):61-67. (In Russ.) https://doi.org/10.15518/isjaee.2017.13-15.061-067

Просмотров: 162


ISSN 1608-8298 (Print)