Статьи автора

ПОДВИЖНОСТЬ КИСЛОРОДА ДОПИРОВАННЫХ САМАРИЕМ НИКЕЛАТОВ НЕОДИМА, СПЕЧЕННЫХ ЭЛЕКТРОННЫМИ ПУЧКАМИ

Номер выпуска 2 от 17.09.2025

Фазы Раддлесдена-Поппера являются известными материалами электрохимических устройств, таких как твердооксидные топливные элементы/электролизеры, кислородпроводящие мембраны. Допирование A-положения лантаноидами меньшего радиуса может помочь увеличить кислородную подвижность, однако данный вопрос до сих пор мало исследован. Настоящая работа посвящена изучению фазового состава и транспортных свойств допированных Sm никелатов Nd, спеченных радиационно-термическим методом с использованием электронных пучков. Nd2-xSmxNiO4+δ (x = 0.2, 0.4) были синтезированы модифицированным методом Пекини и спечены электронными пучками при 1150-1250°C. Полученные материалы охарактеризованы с помощью рентгенофазового анализа, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и термопрограммированного изотопного обмена с C18O2 в проточном реакторе. Кислород поверхности материалов представлен в виде двух форм с различной энергией связи. По данным термопрограммированного изотопного обмена кислорода, для образцов характерна неоднородность подвижности кислорода, причем при x = 0.4 образуется канал медленной диффузии. Данные особенности диффузии кислорода, по-видимому, связаны с влиянием допирования и радиационно-термического спекания на структуру с образованием примесных фаз, нарушением кооперативного механизма диффузии за счет локальных дефектов и изменения состава поверхности и междоменных границ.

11 0

Структура, подвижность кислорода и электрохимические характеристики материалов La_1.7Ca_0.3Ni_{1 –} _<i>x</i>Cu_<i>x</i>O_{4 + δ}

Номер выпуска 1 от 17.09.2025

Фазы Раддлесдена–Поппера являются одними из наиболее многообещающих материалов со смешанной ионной-электронной проводимостью, предназначенных для таких устройств, как кислородпроводящие мембраны, твердооксидные топливные элементы (ТОТЭ) и электролизеры (ТОЭ), работающих в области средних температур. Перспективность этих материалов в данных применениях обеспечивается их высокими значениями общей проводимости и подвижности кислорода. В настоящей работе было проведено исследование структурных свойств, подвижности кислорода и электрохимических характеристик перспективных материалов La_1.7Ca_0.3Ni_{1 – x}Cu_xO_{4 + δ} (x = 0–0.4). По данным прецизионного РФА, все полученные материалы являются однофазными и обладают тетрагональной структурой. Параметр элементарной ячейки c и объем ячейки увеличиваются при допировании медью. Содержание сверхстехиометрического междоузельного кислорода уменьшается при допировании, составы с высоким содержанием меди становятся дефицитными по кислороду. Для образцов характерна неоднородность подвижности кислорода. В целом наблюдается тенденция уменьшения кислородной подвижности в серии образцов La_1.7Ca_0.3Ni_{1 – x}Cu_xO_{4 + δ} при увеличении содержания Cu. Исследование электродов с La_1.7Ca_0.3Ni_{1 – x}Cu_xO_{4 + δ} функциональными слоями методом импедансной спектроскопии показало значительное увеличение электрохимической активности электродов с содержанием меди x > 0.2. Проведен анализ факторов, влияющих на производительность электродов. Результаты, полученные в исследовании, демонстрируют, что материал La_1.7Ca_0.3Ni_0.6Cu_0.4O_{4 + δ} является перспективным для применения в качестве воздушных электродов в электрохимических устройствах.

3 0