Протонпроводящие оксиды: механизмы дефектообразования и переноса, разработка новых материалов

Выполнены исследования, направленные на выявление механизмов растворимости водорода в протонпроводящих оксидах и установление связи дефектных свойств протонпроводящих оксидов с эффективностью топливных элементов на их основе. Экспериментально и теоретически изучено влияние акцепторно-связанных состояний ионных дефектов на растворимость водорода в акцепторно-допированных перовскитах на основе станната бария. Синтезированы и аттестованы (методами РФА, атомно-эмиссионной спектроскопии и др.) однофазные образцы BaSn₁₋ₓScₓO₃₋d (0 < x < 0,37) и BaSn₀,₉Sc₀,₁₋ₓInₓO₃₋d (x = 0; 0,05; 0,10). Методами термогравиметрии и программируемой термодесорбции исследована растворимость водорода в синтезированных оксидах. Построено описание дефектообразования и гидратации допированных станнатов бария с учетом акцепторно-связанных состояний ионных дефектов. Объяснены как полученные в рамках проекта экспериментальные результаты, так и литературные данные по гидратации станнатов бария. Теоретически исследовано влияние сильно неоднородного распределения носителей тока в протонпроводящей мембране, реализующегося в режиме работы протонно-керамического топливного элемента, на его выходные характеристики. Установлена зависимость выходных характеристик от влажности подаваемых потоков топлива и окислителя.