Керамические материалы для высокотемпературных электрохимических устройств

Abstract

Приведен краткий обзор исследований, выполненных в области высокотемпературной твердотельной электрохимии кислорода в лаборатории физической химии твердого тела НИИ ФХП Белгосуниверситета. Приведены данные по электрохимическим свойствам кобальтитов стронция и манганитов со структурой перовскита, а также твердых электролитов на основе оксида висмута и диоксида церия. Показано, что керамика SrCo1-х-yFe хО3-8 и Lao.3Sr0-7СоО3-8 может быть рекомендована в качестве материала для мембран по выделению кислорода из воздуха. Наличие вакансий в подрешетках А и В кобальтита приводит к существенному ухудшению проводимости и кислородионной проницаемости. Установлено, что наиболее подходящими материалами для изготовления катодов высокотемпературных топливных элементов являются твердые растворы LaхSr1-хMn03 с х= 0,5-0,6, при этом для формирования электродного слоя предпочтительно использовать Bi2CuО4 в качестве спекающей добавки и оксид празеодима в качестве активатора электрохимического процесса, что обеспечивает поляризационное сопротивление не выше 0,2 Ом-см-1 при температурах выше 800°С. На основе термодинамики неравновесных процессов и теории точечных дефектов предложены модели сопряженного переноса кислорода и элек¬тронов в оксидах со структурой перовскита.