Новые материалы симметричного твердооксидного топливного элемента на основе молибденсодержащих оксидов

В качестве объектов исследования в проекте были выбраны как молибденосодержащие оксиды со структурой перовскита, так и оксиды молибдена с флюоритоподобной структурой. Впервые удалось обнаружить работающий электродный материал симметричного твердоокисидного топливного элемента (СТОТЭ) на основе флюоритоподобного оксида молибдена Pr5Mo3O16+δ. Использование различных способов улучшения электрохимической активности материала позволило повысить максимальную удельную мощность модельной топливной ячейки электролит-поддерживающей конструкции с новым электродным материалом до 115 мВт/см2 при 1173 К. Среди молибденсодержащих перовскитоподобных фаз были исследованы оксиды Sr2FeCo0.5Mo0.5O6-δ (SFCM) и Sr1.6La0.4FeCo0.5Mo0.5O6-δ (LSFCM). Используя данные спектроскопии импеданса при высокой температуре и варьируемом парциальном давлении кислорода, удалось установить, что эффективность SFCM как катодного материала СТОТЭ ограничена из-за медленной скорости кислородного обмена на поверхности оксида. В случае же LSFCM, благодаря низкой концентрации кислородных вакансий, реакция восстановления кислорода происходит на трехфазной границе и процессы адсорбции и диссоциации кислорода больше не лимитируют реакцию восстановления кислорода на этом оксиде. Полученные результаты могут представлять интерес для создания новых высокоэффективных электродных материалов для высокотемпературных электрохимических устройств, в частности, СТОТЭ.