Электрохимия, 2023, T. 59, № 12, стр. 894-904
Транспортные свойства композитов La2(WO4)3–Al2O3
Н. Н. Пестерева a, *, А. Ф. Гусева a, Н. А. Василенко a, И. В. Бекетов a, b, Н. В. Селезнева a
a Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина
Екатеринбург, Россия
b Институт электрофизики УрО РАН
Екатеринбург, Россия
* E-mail: Natalie.Pestereva@urfu.ru
Поступила в редакцию 13.02.2023
После доработки 19.06.2023
Принята к публикации 30.06.2023
- EDN: QAZLGW
- DOI: 10.31857/S0424857023120095
Полные тексты статей выпуска доступны в ознакомительном режиме только авторизованным пользователям.
Аннотация
Твердофазным методом получены композиты (1 – φ)La2(WO4)3–φAl2O3 (φ – объемная доля нанодисперсного оксида алюминия), исследованы их термические свойства, морфология, электропроводность в зависимости от температуры, давления кислорода в газовой фазе и состава. Обнаружено, что проводимость композитов (1 – φ)La2(WO4)3–φAl2O3 проходит через максимум при φ ~ 0.1 и достигает значения 7 × 10–3 См/см при 1000°С, что в 7 раз выше проводимости La2(WO4)3 при данной температуре. Методом ЭДС и измерениями зависимости электропроводности от давления кислорода в газовой фазе установлен ионный характер проводимости композитов (1 – φ)La2(WO4)3–φAl2O3.
Полные тексты статей выпуска доступны в ознакомительном режиме только авторизованным пользователям.
Список литературы
Mahato, N., Banerjee, A., Gupta, A., Omar, S., and Balani, K., Progress in material selection for solid oxide fuel cell technology: A review, Progress in Mater. Sci., 2015, vol. 72, p. 141. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2015.01.001
Medvedev, D., Lyagaeva, J., Gorbova, E., Demin, A., and Tsiakaras, P., Advanced materials for SOFC application: Strategies for the development of highly conductive and stable solid oxide proton electrolytes, Progress in Mater. Sci., 2016, vol. 75, p. 38. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2015.08.00
Gómez, S. and Hotza, D., Current developments in reversible solid oxide fuel cells, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2016, vol. 61, p.155.https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.03.005
Zhang, Y., Knibbe, R., Sunarso, J., Zhong, Y., Zhou, W., Shao, Z., and Zhu, Z., Recent progress on advanced materials for solid-oxide fuel cells operating below 500°C, Adv. Mater., 2017, vol. 29, p. 1700132. https://doi.org/10.1002/adma.201700132
Da Silva, F. and De Souza, T., Novel materials for solid oxide fuel cell technologies: A literature review, Intern. J. Hydrogen Energy, 2017, vol. 42(41), p. 26020. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2017.08.105
Danilov, N., Lyagaeva, J., Vdovin, G., and Medvedev, D., Multifactor performance analysis of reversible solid oxide cells based on proton-conducting electrolytes, Appl. Energy, 2019, vol. 237, p. 924. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2019.01.054
Zhou, Y. and Yan, B., Re2(MO4)3: Ln3+(RE = Y, La, Gd, Lu; M = W, Mo; Ln = Eu, Sm, Dy) microcrystals: controlled synthesis, microstructure and tunable luminescence, CrystEngComm., 2013, vol. 15(28), p. 5694. https://doi.org/10.1039/c3ce40495a
Kaczmarek, A.M. and Van Deun, R., Rare earth tungstate and molybdate compounds – from 0D to 3D architectures, Chem. Soc. Rev., 2013, vol. 42(23), p. 8835. https://doi.org/10.1039/c3cs60166h
Guzik, M., Tomaszewicz, E., Guyot, Y., Legendziewicz, J., and Boulon, G., Structural and spectroscopic characterizations of new Cd1 − 3xNd2x – xMoO4 scheelite-type molybdates with vacancies as potential optical materials, J. Mater. Chem. C, 2015, vol. 3(16), p.4057. https://doi.org/10.1039/c4tc02963a
Liu, J., Kaczmarek, A.M., and Van Deun, R., Advances in tailoring luminescent rare-earth mixed inorganic materials, Chem. Soc. Rev., 2018, vol. 47, p. 7225. https://doi.org/10.1039/c7cs00893g
Ke, J, Adnan Younis, M., Kong, Y., Zhou, H., Liu, J., Lei, L., and Hou, Y., Nanostructured ternary metal tungstate-based photocatalysts for environmental purification and solar water splitting: A Review. Nano-Micro Letters, 2018, vol. 10(4). https://doi.org/10.1007/s40820-018-0222-4
Pestereva, N., Guseva, A., Vyatkin, I., and Lopatin, D., Electrotransport in tungstates Ln2(WO4)3 (Ln = La, Sm, Eu, Gd), Solid State Ionics, 2017, vol. 301, p. 72. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2017.01.009
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. 258 p.]
Knauth, P., Ionic Conductor Composites: Theory and Materials, J. Electroceramics, 2000, vol. 5(2), p.111. https://doi.org/10.1023/a:1009906101421
Yaroslavtsev, A., Composite materials with ionic conductivity: from inorganic composites to hybrid membranes, Russ. Chem. Rev., 2009, vol. 78, p. 1013. https://doi.org/10.1070/RC2009v078n11ABEH004066
Alekseev, D., Mateyshina, Y., and Uvarov, N., Effect of nanodiamond additives on the ionic conductivity of the (C2H5)3CH3NBF4 organic salt, Russ. J. Electrochem., 2022, vol. 58(7), p. 594. https://doi.org/10.1134/S1023193522070035
Ulihin, A. and Uvarov, N., Ionic Conductivity of composite solid electrolytes (C4H9)4NBF4–Al2O3, Russ. J. Electrochem., 2021, vol. 57(10), p.1015. https://doi.org/10.1134/S1023193521080140
Alekseev, D., Mateyshina, Y., and Uvarov, N., Transport properties of LiClO4–nanodiamond composites, Russ. J. Electrochem., 2021, vol. 57(10), p. 1037. https://doi.org/10.1134/S1023193521100037
Евдокимов, А.А., Ефремов, В.А., Трунов, В.К. Соединения редкоземельных элементов. Молибдаты, вольфраматы, М.: Наука, 1991. С. 51–58.
Guseva, A., Pestereva, N., Otcheskikh, D., and Kuznetsov, D., Electrical properties of CaWO4–SiO2 composites, Solid State Ionics, 2021, vol. 364, p. 115626. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2021.115626
Pestereva, N., Guseva, A., Kuznetsov, D., Selezneva, N., and Korona, D., Effect of silicon, vanadium, and tungsten oxide additives on the electrical properties of composites based on CaWO4, Russ. J. Phys. Chem., A, 2020, vol. 94(12), p. 2482. https://doi.org/10.1134/S0036024420120213
Guseva, A., Pestereva, N., and Uvarov, N., New oxygen ion conducting composite solid electrolytes Sm2(WO4)3–WO3, Solid State Ionics, 2023, vol. 394, p. 116196. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2023.116196
Lippens, B.C. and Steggerda, J.J., Physical and Chemical Aspects of adsorbents and catalysts / B.G. Linsen, London: Acad fress, 1970, no. 4, p. 190–232.
Trimm, D.l. and Stanislaus, A., The control of pore size in alumina catalyst: A review, Appl. Catal., 1986, vol. 21, no. 2, p. 215.
Stumpf, H.C., Allen, R.R., Newsome, J.W., and Tucker, C.M., Thermal transformations of aluminas and alumina hydrates, Ind. End. Chem., 1953, vol. 45, no. 4, p. 819.
Wilson, S.J., The dehydration of boehmite, γ-AlOOH, to γ-Al2O3, J. Solid State Chem., 1979, vol. 30, no. 2, p. 247.
Ono, T., Ohguchi, Y., and Togari, O., Preparation of Catalysts III // Edit, G. Poncelet, P. Grange, P. Jacobs. Amsterdam: Elsevier Scientific Publishers, 1983, p. 631.
Козерожец, И.В., Панасюк, Г.П., Семенов, Е.А., Данчевская, М.Н., Азарова, Л.А., Симоненко, Н.П. Исследование превращений наноразмерного порошка бемита и γ-Аl2О3 при термической обработке. Журн. неорган. химии. 2020. Т. 65. № 4. С. 549. https://doi.org/10.31857/S0044457X20040091
Шкрабина, Р.А., Корябкина, Н.А., Ушаков, В.А. Лаусберг, М., Мороз, Э.М., Исмагилов, З.Р. Термостабильность системы La2O3–Al2O3. Кинетика и катализ. 1996. Т. 37. С. 116.
Uvarov, N., 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
Uvarov, N., Estimation of composites conductivity using a general mixing rule, Solid State Ionics, 2000, vols. 136–137, p. 1267. https://doi.org/10.1016/S0167-2738(00)00585-3
Дополнительные материалы отсутствуют.
Инструменты
Электрохимия