Катодные материалы для среднетемпературного твердооксидного топливного элемента (ТОТЭ) на основе перовскитоподобных оксидов 3d-переходных металлов

Синтезированы 11 новых сложных оксидов. Изучены высокотемпературные свойства слоистых купратов Pr₂₋ₓSrₓCuO₄₋z со структурами T’ (x = 0), T* (x = 0,3; 0,4) и T (x = 1; 1,3). Из данных по исследованию диффузии ионов кислорода в Pr₁,₆Sr₀,₄CuO,₃,₉₈ сделан вывод о важности присутствия блока со структурой каменной соли для возникновения высокой кислород-ионной проводимости в слоистых оксидах переходных металлов R₂MO₄. Синтезированы и исследованы оксиды Pr₂₋ₓSrₓNi₁₋ₓCoₓO4 ± z (x = 0,25; 0,5; 0,75) со структурой K₂NiF₄. С привлечением данных высокотемпературной нейтронографии и магнитных измерений установлено, что аномально высокий КТР вдоль оси с-элементарной ячейки для богатых Co составов связан с термически активированными переходами между низко- и высокоспиновым состояниями катионов Co³⁺. Обнаружен перспективный катодный материал среднетемпературного ТОТЭ Pr₁,₃₅Sr₀,₆₅Ni₀,₇₅Co₀,₂₅O₄ ± z. Проведены синтез и исследование высокотемпературного термического расширения и электропроводности оксидов La₂₋ₓPrₓCu₁₋yCoyO₄ ± z (0,1 < x < 0,5; y = 0,05; 0,1) и Pr₂₋ₓSrₓCu₁₋ₓCoₓO₄ ± z (x = 0,5; 0,75), PrSrCo₁₋yMnyO₄ ± z (0 < y < 0,5) и Pr₀,₅Sr₁,₅Co1₁₋yMnyO₄ ± z (0,3 < y < 0,5) со структурой K₂NiF₄. Синтезированы оксиды Ca₂Co₂₋ₓGaₓO₅ (0,2 < x < 0,6) со структурой браунмиллерита. На основе данных синхротронного рентгеновского эксперимента установлены кристаллические структуры граничных составов x = 0,2 и 0,6, и изучены их магнитные свойства. Исследовано спиновое состояние катионов Co³⁺ в образце Ca₂Co₁,₆Ga₀,₄O₅. Синтезированы А-дефицитные перовскиты La₂₋zCo₁₊y(MgₓNb₁₋ₓ)₁₋yO₆, и выявлены их кристаллическая структура, высокотемпературное термическое расширение и электропроводность. Синтезированы и изучены высокотемпературные свойства Y₁₋ₓСаₓFe₁₋yCoyO₃₋z (х = 0,1; 0,2; y = 0,1; 0,2 и х = 0,1; y = 0,3) со структурой ромбически искаженного перовскита. Изучены корреляции между природой А-катиона, термическим расширением и электропроводностью полученных фаз.