Разработка новых упорядоченных оксидов со структурой перовскита для высокотемпературных электрохимических приложений

Объектами исследования являются многокомпонентные оксидные соединения, со-держащие ионы переходных металлов. Цель работы – синтез и структурная аттестация упорядоченных оксидов PrBaCo2–xMxO6–δ (M=Ga, Ni) со смешанным типом проводимости, исследование физико–химических свойств, характеризующих высокотемпературное равновесие и электрохими-ческий отклик в условиях вариации химического состава окружающей среды, исследова-ние деградационных особенностей высокотемпературных устройств с участием перовскитоподобных сложных оксидов в качестве термо- и хемобарьерных покрытий. В ходе работы были синтезированы нестехиометричные по кислороду оксиды PrBaCo2–xMxO6–δ (M=Ga, Ni) и проведена аттестация фазового состава. Измерены функци-ональные зависимости электропроводности и термоЭДС от температуры и парциального давления кислорода в газовой фазе. Показано, что исследуемые материалы обладают ме-таллоподобным характером проводимости в широком интервале температур, обусловлен-ным совместным вкладом делокализованных носителей заряда при высокой концентрации трехзарядного кобальта, а также уменьшением содержания электронных дырок при восстановлении ионов кобальта 4+. Кроме того, показано, что исследуемые оксиды обладают устойчивой анизотропией электронного переноса, которая обеспечивает устойчивый электрохимический отклик материалов в реакциях электровосстановления пероксида водорода в широком интервале концентраций аналита. Показано, что перовскиты на основе церата стронция являются перспективными соединениями для использования в качестве термобарьерных покрытий никельсодержа-щих сплавов при повышенных температурах. Изучены деградационные процессы оксид-ных материалов со структурой перовскита в рабочих условиях ТОТЭ. Показано, что при контакте с интерконнекторами на основе хромсодержащих сталей происходит значитель-ная химическая деградация поверхности функционального материала, приводящая к сни-жению мощности топливной ячейки. Предлагаемый вариант использования смешанного оксида на основе Co и Mn в качестве хемобарьерного слоя позволяет значительно пода-вить деградационные процессы и обеспечить стабильность работы топливного элемента. Область практического применения – электрохимия, энергетика.