Кинетика электродных процессов композиционных катодов на основе слоистых перовскитов в контакте с твердыми электролитами с со-ионной проводимостью

Объект исследования - катодные материалы для среднетемпературных твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ) на основе цератов бария. Цель исследования - разработка активных двухслойных катодов на основе слоистых перовскитов, со стабильными во времени электрохимическими характеристиками, с перспективой их применения в ТОТЭ на основе электролитов с со-ионной проводимостью; исследование факторов, определяющих поляризационное сопротивление катода в контакте с электролитом с со-ионной (кислород-ионной и протонной) проводимостью (конфигурация и химический состав электродных слоев, влияние состава газовой фазы). В ходе выполнения первого этапа проекта синтезированы материалы со-ионных электролитов и электродов, разработана технология изготовления двухслойных композиционных электродов. Изготовлены и исследованы методом импедансной спектроскопии электрохимические свойства различных групп электродов на симметричных ячейках с BCGCu- и BCYCu-электролитами. Установлено, что наименьшее поляризационное сопротивление в группе электродов на основе слоистых никелатов лантана, замещенных щелочноземельными элементами, демонстрирует LBNO-BCGCu - электрод с BCGCu-электролитом (0,63 Ом см²) при 700°C и LSNO-BCYCu - электрод с BCYCu-электролитом. Электроды на основе LBNO ведут себя практически одинаково на BCGCu- и BCYCu-электролитах. Кобальт-содержащие электроды с со-ионными керамическими компонентами ведут себя очень похоже на BCGCu- и BCYCu-электролитах и показывают очень низкие значения поляризационного сопротивления, для YCBC поляризационное сопротивление составляет 0,37 Ом см², что превосходит результаты, представленные в литературе. Проект направлен на изучение факторов, влияющих на электрохимическую активность различных катодов в контакте с протон-проводящими электролитами, с целью определения механизмов и лимитирующих стадий. В прикладном плане результатом проекта будет разработка стабильных катодов для электрохимических устройств с протон-проводящим электролитом (ТОТЭ, датчики, электролизеры).