Оксидные наноматериалы с заданными свойствами для регенеративных топливных элементов

Обнаружены отклонения от установленного ранее корреляционного соотношения «активность оксида - формальный потенциал редокс-перехода на поверхности оксида» (на примерах замещенных фаз Mn₂O₃ и фазы YMnO₃). Сформулированы на этой основе задачи исследования роли стерического фактора в формировании реакционных мест для медленных стадий кислородных реакций. Моделирование реакционных мест проведено на «контрастных» примерах Mn₂O₃ и MnOOH в рамках кластерных расчетов. Даны оценки энергий О-О адсорбатов, образующихся на разных этапах четырехэлектронного восстановления кислорода, выполнены расчеты барьеров в разных предположениях о геометрии адсорбатов. В связи с проблемой разработки бифункциональных катализаторов для восстановления и выделения кислорода выполнены сравнительные исследования серии углеродных материалов как связующих для оксидных электродных композиций. Специальное внимание уделено анодному окислению связующего. Изучена также возможность создания безуглеродных оксидных катализаторов с высокой проводимостью путем электроосаждения нестехиометрических оксидов марганца из нейтральных и щелочных растворов. Работы по проекту обеспечивались с синтетической и кристаллохимической сторон сериями сложных оксидов, используемых для целенаправленного экспериментального моделирования роли стерических факторов и редокс-поведения переходных металлов. В этой связи проводилось замещение части атомов Mn в оксиде Mn₂O₃, обладающем рекордной каталитической активностью, а также получение катализаторов близкого элементного состава на основе оксидов марганца и РЗЭ с разными кристаллическими структурами.