Электрические свойства содопированного перовскита LaInO3
- Авторы: Белова К.Г.1,2, Егорова А.В.1,2, Пачина С.П.2, Тарасова Н.А.1,2, Анимица И.Е.1,2
-
Учреждения:
- Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН
- Уральский федеральный университет им. Первого Президента России Б.Н. Ельцина
- Выпуск: Том 69, № 1 (2024)
- Страницы: 120-130
- Раздел: НЕОРГАНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ И НАНОМАТЕРИАЛЫ
- URL: https://journals.rcsi.science/0044-457X/article/view/257668
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0044457X24010145
- EDN: https://elibrary.ru/ZYRFMQ
- ID: 257668
Цитировать
Аннотация
Исследованы содопированные материалы на основе перовскита LaInO3. Твердые растворы с замещением лантана на стронций проявляют высокие значения проводимости, но реализуют невысокий уровень кислородного дефицита. В качестве содопанта В-подрешетки выбраны ионы Mg2+ и Са2+. Оба ряда исследованных твердых растворов La0.9Sr0.1In1–xCaxO2.95–0.5x и La0.9Sr0.1In1–yMgyO2.95–0.5y кристаллизуются в ромбической симметрии с пр. гр. Pnmа. Ионная проводимость в сухой атмосфере определяется переносом ионов кислорода. Кислород-ионный перенос в твердых растворах составляет ~30–40% при высоких температурах (t > 700°С) и возрастает до значений >80% при снижении температуры до 400–300°С. Замещение In3+ на Ca2+ позволяет повысить кислород-ионную электропроводность, наибольшие значения достигаются для составов La0.9Sr0.1In0.95Ca0.05O2.925 и La0.9Sr0.1In0.9Ca0.1O2.9. Введение содопанта Mg2+ в позиции In3+ приводит к снижению ионной электропроводности, по сравнению с La0.9Sr0.1InO2.95. Рассмотрены эффекты изменения подвижности кислорода при изменении геометрических факторов (объем ячейки, критический радиус).
Ключевые слова
Полный текст
Об авторах
К. Г. Белова
Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН; Уральский федеральный университет им. Первого Президента России Б.Н. Ельцина
Email: OAV-hn@yandex.ru
Россия, ул. Академическая, 20, Екатеринбург, 620002; ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002
А. В. Егорова
Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН; Уральский федеральный университет им. Первого Президента России Б.Н. Ельцина
Автор, ответственный за переписку.
Email: OAV-hn@yandex.ru
Россия, ул. Академическая, 20, Екатеринбург, 620002; ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002
С. П. Пачина
Уральский федеральный университет им. Первого Президента России Б.Н. Ельцина
Email: OAV-hn@yandex.ru
Россия, ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002
Н. А. Тарасова
Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН; Уральский федеральный университет им. Первого Президента России Б.Н. Ельцина
Email: OAV-hn@yandex.ru
Россия, ул. Академическая, 20, Екатеринбург, 620002; ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002
И. Е. Анимица
Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН; Уральский федеральный университет им. Первого Президента России Б.Н. Ельцина
Email: OAV-hn@yandex.ru
Россия, ул. Академическая, 20, Екатеринбург, 620002; ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002
Список литературы
- Buonomano A., Barone G., Forzano C. // Energy Rep. 2022. V. 8. P. 4844. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2022.03.171
- Kumar S.S., Lim H. // Energy Rep. 2022. V. 8. P. 13793. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2022.10.127
- Scovell M.D. // Int. J. Hydrogen Energy. 2022. V. 47. P. 10441. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.01.099
- Corigliano O., Pagnotta L., Fragiacomo P. // Sustainability. 2022. V. 14. P. 15276. https://doi.org/10.3390/su142215276
- Klyndyuk A.I., Zhuravleva Ya.Yu. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. P. 2084. https://doi.org/10.1134/S0036023622601404
- Pişkin F. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. P. 1239. https://doi.org/10.1134/S0036023622080216
- Filonova E., Medvedev D. // Nanomaterials. 2022. V. 12. P. 1991. https://doi.org/10.3390/nano12121991
- Chen Z., Jiang Q., Cheng F. et al. // J. Mater. Chem. A. 2019. V. 7. P. 6099. https://doi.org/10.1039/C8TA11957K
- Stroeva A.Y., Gorelov V.P., Balakireva V.B. // Russ. J. Electrochem. 2010. V. 46. P. 552. https://doi.org/ 10.1134/S1023193510070116
- Kuz’min A.V., Stroeva A.Yu., Gorelov V.P. // Russ. J. Electrochem. V. 54. P. 43. https://doi.org/10.1134/S1023193518010056
- Egorova A.V., Belova K.G., Animitsa I.E. // Int. J. Hydrogen Energy. 2023. V. 48. P. 22685. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.03.263
- Gambino M., Tommaso S.D., Giannici F. et al. // J. Chem. Phys. 2017. V. 147. P. 144702. https://doi.org/ 10.1063/1.4993705
- Kim H.-L., Kim S., Lee K.-H. et al. // J. Power Sources. 2014. V. 267. P. 723. https://doi.org/https://doi.org/ 10.1016/j.jpowsour.2014.06.006
- Dhanasekaran P., Gupta N.M. // Mater. Res. Bull. 2012. V. 47. P. 1217. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2012.01.031
- Sood K., Singh K., Pandey O.P. // Physica B. 2015. V. 456. P. 250. https://doi.org/10.1016/j.physb. 2014.08.036
- Sood K., Singh K., Basu S. et al. // Ionics. 2015. V. 21. P. 2839. https://doi.org/10.1007/s11581-015-1461-8
- He H., Huang X., Chen L. // Solid State Ionics. 2000. V. 130. P. 183. https://doi.org/10.1016/S0167-2738 (00)00666-4
- He H., Huang X., Chen L. // Electrochim. Acta. 2001. V. 46. P. 2871. https://doi.org/10.1016/S0013-4686 (01)00508-4
- Bakiz B., Guinneton F., Arab M. et al. // Adv. Mater. Sci. Eng. 2010. V. 2010. P. 360597. https://doi.org/ 10.1155/2010/360597
- Shannon R.D. // Acta Crystallogr., Sect. A: Found. Crystallogr. 1976. V. 32. P. 751. https://doi.org/10.1107/S0567739476001551
- Nishiyama S., Kimura M., Hattori T. // Key Eng. Mater. 2001. V. 216. P. 65. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.216.65
- Smyth D.M. // Solid State Ionics. 2000. V. 129. P. 5. https://doi.org/10.1016/S0167-2738(99)00312-4
- Lany S., Zunger A. // Phys. Rev. B. 2009. V. 80. P. 085202. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.80.085202
- Dong Ya., Huang Yi., Ding D. et al. // Acta Mater. 2021. V. 203. P. 116487. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.116487
- Kilner J.A., Brook R.J. // Solid State Ionics. 1982. V. 6. P. 237. https://doi.org/10.1016/0167-2738(82)90045-5
- Sammells A.F., Cook R.L., White J.H. et al. // Solid State Ionics. 1992. V. 52. P. 111.
- Tantardini Chr., Oganov A.R. // Nature Commun. 2021. V. 12. P. 2087. https://doi.org/10.1038/s41467-021-22429-0
- Воронов В.Н. Ионная подвижность и свойства соединений ABX3 типа перовскита. Красноярск, 2006. 64 с.