Объектами исследования являются твердооксидные протонные проводники на основе скандата лантана, допированные стронцием и кальцием.

Цель работы: изучение влияния способов формирования дефектов на свойства новых протонных проводников на основе иттрата и скандата лантана.

Исследования выполнены с применением рентгенофазового анализа, элементного микроанализа, электронной микроскопии, термодесорбционной спектроскопии, дифференциального термического анализа, импедансной спектроскопии.

В ходе выполнения проекта синтезированы протонные проводники на основе скандата лантана, допированные стронцием и кальцием. Изучены структура, состояние поверхности и проводящие свойства керамики. Выполнены термодесорбционные исследования скандата лантана, показано, что допирование способствует увеличению количества интеркалированных протонов. Дифференциальный термический анализ выявил высокую термическую стабильность LaScO3. Исследованы проводящие свойства скандата лантана, допированного Sr и Ca в диапазоне температур 100 – 650оС. Обработка импедансных спектров выполнена с помощью программы ZVIEW. В результате получены температурные зависимости проводимости объема зерен и их границ для всех вышеуказанных стехиометрий и определены значения энергии активации.

Оценка основных конструктивных и технико экономических показателей на данном этапе не производилась.

Полученные научные результаты применимы в области электрохимии твердых электролитов как основа для выбора путей модификации материалов и получения мембран с высокой ионной проводимостью и химической стабильностью, обеспечивающих повышение эффективности топливных ячеек на их основе и снижение себестоимости вырабатываемой электроэнергии.

Cкандаты лантана, синтезированные посредством создания дефицита по одному из катионов.

Изучение влияния способов формирования дефектов на свойства новых протонных проводников на основе скандата лантана.

Исследования проведены с использованием рентгенофазового анализа и энергодисперсионного микроанализа, растровой электронной микроскопии, термодесорбционной и импедансной спектроскопии, дифференциального термического анализа и гравиметрии.

Синтезированы протонные проводники на основе скандата лантана посредством создания дефицита по лантану La1-yScO3-δ и скандию LaSc1-yO3-δ методом сжигания. Исследован фазовый и элементный состав синтезированных образцов. Замечено, что если дефицит по лантану достигает 10%, то структура материала перестает быть перовскитоподобной. Подобного не наблюдается на образцах с дефицитом по скандию. Установлено, что склонность к взаимодействию скандатов лантана с CO2 уменьшается с ростом дефицита лантана, а оптимальная температура гидратирования должна быть ниже 350оС. Определены значения энергий активации проводимости объема и границ зерен скандатов лантана с дефицитом по лантану. Показано, что La0.95ScO2.925 имеет самые низкие значения энергий активации проводимости.

Оценка основных конструктивных и технико экономических показателей на данном этапе не производилась.

Полученные научные результаты применимы в области электрохимии твердых электролитов как основа для выбора путей модификации материалов и получения мембран с высокой ионной проводимостью и химической стабильностью, обеспечивающих повышение эффективности топливных ячеек на их основе и снижение себестоимости вырабатываемой электроэнергии.

Cкандаты лантана, синтезированные посредством создания дефицита по одному из катионов.

Изучение влияния способов формирования дефектов на свойства новых протонных проводников на основе скандата лантана.

Исследования проведены с использованием рентгенофазового анализа и энергодисперсионного микроанализа, растровой электронной микроскопии, термодесорбционной и импедансной спектроскопии, дифференциального термического анализа и гравиметрии.

Проведено облучение образцов La0.9Sr0.1ScO2.95, La0.9Са0.1ScO2.95 и La0.9ScO2.85 ионами Ar с энергией 100 кэВ. С помощью программы SRIM-2013 выполнены расчеты пробегов и повреждаемости образцов LaScO3 указанных выше составов ионами Ar. Впервые исследованы фазовый и элементный состав, а также морфология поверхности исходных и облученных образцов скандата лантана в зависимости от способов формирования дефектов. Выявлена гранулированная структура поверхности скандата лантана, допированного Sr и Са. На дефицитных образцах La0.9ScO2.85 прослеживаются мелкие зерна, выстроенные в цепочки. После облучения таких образцов имеет место «разупорядочение» цепочек. ТДС исследования показали отсутствие выхода воды из облученных образцов La0.9Са0.1ScO2.9 и появление Н2О на облученных образцах La0.9ScO2.85. Методом импедансной спектроскопии определены значения энергий активации проводимости объема и границ зерен LaScO3 разной стехиометрии. Показано, что самые низкие значения Еа характерны для La0.9ScO2.85, облученного ионами аргона. Результаты могут быть использованы при выборе эффективных электролитов для топливных ячеек.

Оценка основных конструктивных и технико экономических показателей на данном этапе не производилась.

Полученные научные результаты применимы в области электрохимии твердых электролитов как основа для выбора путей модификации материалов и получения мембран с высокой ионной проводимостью и химической стабильностью, обеспечивающих повышение эффективности топливных ячеек на их основе и снижение себестоимости вырабатываемой электроэнергии.