Том 59, № 4 (2023)

С помощью пакета VASP в рамках подхода DFT проведены расчеты свойств основного состояния оксида со структурой перовскита SrFe_{1 – x}Mo_xO_{3 – y} для различных значений содержания молибдена и кислородной нестехиометрии. Показано, что допирование, как и изменение содержания кислорода, приводит к изменению зарядового состояния ионов кислорода в системе, при этом уровень Ферми смещается относительно неизменной структуры зон (rigid band model), и происходит переход к полуметаллическому типу проводимости.

Настоящая работа посвящена исследованию природы проводимости перовскитных фаз состава La₂Me⁺³ZnO_5.5 (Me⁺³ = Al³⁺, Sc³⁺, In³⁺). Фазы были синтезированы по керамической технологии в температурном режиме 700–1400°С. Структура образцов La₂InZnO_5.5 и La₂ScZnO_5.5 – ромбическая, в то время как образец La₂AlZnO_5.5 кристаллизуется в кубической сингонии. Изучена электропроводность образцов La₂Me⁺³ZnO_5.5 (Me⁺³ = Al³⁺, Sc³⁺, In³⁺) как функция температуры (200–900°С), парциального давления кислорода и влажности воздуха. Установлено, что на воздухе сложные оксиды обладают смешанным типом проводимости, электронный вклад (р-тип проводимости) увеличивается с увеличением температуры. При температурах ниже 500°С фазы проявляют доминирующий кислород-ионный транспорт. Во влажной атмосфере Sc³⁺- и In³⁺-образцы способны к диссоциативному растворению воды из газовой фазы и формированию протонных дефектов. В образце La₂AlZnO_5.5 значимый протонный перенос не реализуется. Проведено обсуждение парциальных проводимостей \({{\sigma }_{{{{{\text{{Н}}}}^{{\text{ + }}}}}}},\) \({{\sigma }_{{{{{\text{{О}}}}^{{2 - }}}}}},\) σ_h в широкой области температур и рО₂.

Исследованы структурные и электрофизические характеристики Bi₄V_{2 – х}Fe_хO_{11 – δ} (BIFEVOX, где х = 0.3, 0.5) и гетерогенных смесей на его основе Bi₄V_{2 – х}Fe_хO_{11 – δ}/n% FeO_y, Bi₄V_{2 – х}Fe_хO_{11 – δ}/m% Al₂O₃ при варьировании состава материала и термодинамических параметров среды. Рассчитаны кристаллохимические параметры индивидуальных соединений. Фазовый и элементный состав образцов оценен методами РФА и растровой электронной микроскопии с энергодисперсионным микроанализом, для индивидуальных фаз установлено отсутствие фазовых переходов. Методом импедансной спектроскопии исследована электропроводность материалов. Композитного эффекта в изученных системах не наблюдается.

2,7-дисульфокислота антрахинона (AQDS) – это органическое электроактивное соединение, которое, благодаря своим высокой растворимости, а также обратимости и скорости протекающих редокс-реакций, перспективно для изготовления электролитов проточных редокс-батарей и других энергетических применений. Однако его широкое применение на данный момент ограничено – прежде всего из-за склонности к побочным химическим реакциям и образованию хингидронных комплексов между различными редокс-формами молекулы. В работе изучается возможность нейтрализации этих недостатков за счет простого метода функционализации AQDS с введением поликатиона полидиаллилдиметиламмония (pDADMAC). Показано, что в данной смеси образуются ионные комплексы, что приводит к подавлению образования хингидронных соединений. При этом смеси pDADMAC/AQDS сохраняют редокс-активность и могут быть использованы в качестве неголита антрахинон-бромной проточной редокс-батареи (АБПРБ), а все ключевые характеристики такой батареи оказываются сопоставимы с АБПРБ, использующей чистую AQDS. Для pDADMAC/AQDS c 0.1 М AQDS разрядная мощность при состоянии заряда батареи 100% составляет 105 мВт/см², при 50% – 65 мВт/см², а энергетическая эффективность по итогам 5 заряд-разрядных циклов составляла 57.4%. В перспективе состав ионных комплексов pDADMAC/AQDS может быть оптимизирован так, чтобы сохранить редокс-характеристики и растворимость AQDS и одновременно обеспечить снижение интенсивности побочных химических реакций, в том числе образования хингидронных комплексов.