Кислородно-ионные композиты MWO4–SiO2 (M – Sr, Ba)
- Авторы: Пестерева Н.Н.1, Гусева А.Ф.1, Белятова В.А.1, Корона Д.В.1
-
Учреждения:
- Уральский федеральный университет им. первого президента России Б.Н. Ельцина
- Выпуск: Том 59, № 8 (2023)
- Страницы: 448-455
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/0424-8570/article/view/139298
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0424857023080066
- EDN: https://elibrary.ru/XXVOLA
- ID: 139298
Цитировать
Аннотация
Композиционные материалы (1 – f)SrWO4–fSiO2 и (1 – f)BaWO4–fSiO2, где f – объемная доля дисперсной добавки SiO2, приготовлены твердофазным методом. Полученные композиты были исследованы методами РФА, TГ-ДСК, СЭМ-РСМА. Электропроводность композитов измерена методом электрохимического импеданса в зависимости от температуры, парциального давления кислорода в газовой фазе и состава. Для оценки вклада ионной проводимости проведены измерения суммы ионных чисел переноса методом ЭДС. Показано, что добавление 20–25 об. % нано-SiO2 к низкопроводящим кислородно-ионным проводникам SrWO4 и BaWO4 приводит к увеличению ионной проводимости композитов на их основе соответственно в 20 и 12 раз. Повышение проводимости в исследуемых системах объясняется дополнительным вкладом межфазных границ, образующихся между матрицей MeWO4 и наночастицами дисперсоида.
Ключевые слова
Об авторах
Н. Н. Пестерева
Уральский федеральный университет им. первого президента России Б.Н. Ельцина
Email: Natalie.Pestereva@urfu.ru
Россия, Екатеринбург
А. Ф. Гусева
Уральский федеральный университет им. первого президента России Б.Н. Ельцина
Email: Natalie.Pestereva@urfu.ru
Россия, Екатеринбург
В. А. Белятова
Уральский федеральный университет им. первого президента России Б.Н. Ельцина
Email: Natalie.Pestereva@urfu.ru
Россия, Екатеринбург
Д. В. Корона
Уральский федеральный университет им. первого президента России Б.Н. Ельцина
Автор, ответственный за переписку.
Email: Natalie.Pestereva@urfu.ru
Россия, Екатеринбург
Список литературы
- Уваров, Н.Ф. Композиционные твердые электролиты. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2008. 258 с. [Uvarov, N.F., Composite solid electrolytes (in Russian), Novosibirsk: ISSC SB RAS Publ., 2008. 259 p.]
- Ishihara, T., Perovskite oxide for solid oxide fuel cells, L.: Springer, 2009, 302 p.
- Maier, J., Ionic conduction in space charge regions, Prog. Solid State Chem., 1995, vol. 23, p. 171. https://doi.org/10.1016/0079-6786(95)00004-E
- Gregori, G., Merkle, R., and Maier, J., Prog. Mater. Sci. 2017, vol. 89, p. 252. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2017.04.009
- Agrawal, R.C. and Gupta, R.K., Superionic solid: composite electrolyte phase – an overview, J. Mater. Sci., 1999, vol. 34, p. 1131. https://doi.org/10.1023/A:1004598902146
- Uvarov, N.F., Composite solid electrolytes: recent advances and design strategies, J. Solid State Electrochem., 2011, vol. 15, p. 367. https://doi.org/10.1007/s10008-008-0739-4
- Yaroslavtsev, A.B., Composite materials with ionic conductivity: from inorganic composites to hybrid membranes, Russ. Chem. Rev., 2009, vol. 78, № 11, p. 1013.
- Нейман, А.Я., Пестерева, Н.Н., Чжоу, Ю., Нечаев, Д.О., Котенева, Е.А., Ванек, К., Хиггинс, Б., Волкова, Н.А., Корчуганова, И.Г. Электрохимия. 2013. Т. 49. С. 999. [Neiman, A.Ya., Pestereva, N.N., Zhou, Y., Nechayev, D.O., Koteneva, E.A., Vanec, K., Higgins, B., Volkova, N.A., and Korchuganova, I.G., Russ. J. Electrochem., 2013, vol. 49, p. 895.]
- Нейман, А.Я., Пестерева, Н.Н., Шарафутдинов, А.Р. и др., Проводимость и числа переноса метакомпозитов MeWO4–WO3 (Me – Ca, Sr, Ba). Электрохимия. 2005. Т. 41. С. 680. [Neiman, A.Ya., Pestereva, N.N., Sharafutdinov, A.R., et al., Conduction and transport numbers in metacomposites MeWO4–WO3 (Me – Ca, Sr, Ba), Russ. J. Electrochem., 2005, vol. 41. p. 598.]
- Пестерева, Н.Н., Жукова, А.Ю., Нейман, А.Я. Числа переноса носителей и ионная проводимость эвтектических метакомпозитов {MеWO4·хWO3} (Mе – Sr, Ba). Электрохимия. 2007. Т. 43. С. 1379. [Pestereva, N.N., Zhukova, A.Yu., and Neiman, A.Ya., Transport numbers and ionic conduction of eutectic metacomposites {MeWO4·xWO3} (Me – Sr, Ba), Russ. J. Electrochem., 2007, vol. 43, p. 1305.]
- Партин, Г.С., Пестерева, Н.Н., Корона, Д.В., Нейман, А.Я. Влияние состава композитов {(100 – ‒ x)CaWO4–xV2O5} и {(100 – x)LaVO4–xV2O5} на их электропроводность. Электрохимия. 2015. Т. 51. С. 1071. [Partin, G.S., Pestereva, N.N., Korona, D.V., and Neiman, A.Y., Effect of composition of {(100 – ‒ x)CaWO4–xV2O5} and {(100 – x)LaVO4–xV2O5} composites on their conductivity Russ. J. Electrochem., 2015, vol. 51, p. 945.]
- Knosinger, H. and Taglauer, E., Toward supported odxide catalysts via solid-solid wetting, Catalysis, 1993, vol. 10, p. 1.
- Sawada, S., Thermal and electrical properties of tungsten oxide (WO3), J. Phys. Soc. Japan, 1956, vol. 11, p. 1237.
- Kofstad, P., Nonstoichiometry, diffusion, and electrical conductivity in binary metal oxides. N.Y.: Wiley-Interscience, 1972. p. 382.
- Guseva, A., Pestereva, N., Otcheskikh, D., and Kuznetsov, D., Electrical properties of CaWO4–SiO2 composites, Solid State Ionics, 2021. V. 364. P. 115626. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2021.115626
- Technical Bulletin Fine Particles N 11, Basic Characteristics of Aerosil Fumed Silica, 4th ed. Essen: Evonik, 2003.
- Чеботин, В.Н., Перфильев, М.В. Электрохимия твердых электролитов, М.: Химия, 1978. 312 с. [Chebotin, V.N. and Perfilev, M.V., Electrochem. solid electrolytes (in Russian), Moscow: Khimiya, 1978. 312 p.]
- Uvarov, N.F., Estimation of composites conductivity using a general mixing rule, Solid State Ionics, 2000, vol. 136–137, p. 1267.