Химический дизайн и исследование новых никельсодержащих электродов со слоистой структурой для высокотемпературных приложений

Объектами исследования являлись воздушные электроды для твердооксидных электролизеров (ТОЭ) и топливных элементов (ТОТЭ). Цель работы: экспериментально обосновать преимущества Ba-допированных никелитов празеодима в качестве воздушных электродов для ТОТЭ/ТОЭ с точки зрения их физико-химических и функциональных свойств. Поставленные задачи включали получение однофазных материалов составов Pr1,8–xLaxBa0,2NiO4+δ (x = 0; 0,2; 0,4; 0,6 и 0,8) и Pr1,2La0,6Ba0,2Ni1–yСuyO4+δ (y = 0,1; 0,2; 0,3), изучение их кристаллических, термомеханических и электротранспортных характеристик в условиях различных температур и различных химических составов окружающей среды, изучение электрохимических свойств указанных материалов в качестве воздушных электродов для электрохимических устройств, изготовление и аттестация кислородпроницаемой мембраны на основе материала x = 0. В результате исследования получены и разносторонне исследованы однофазные порошковые и керамические материалы составов Pr1,8–xLaxBa0,2NiO4+δ (x = 0; 0,2; 0,4; 0,6 и 0,8) и Pr1,2La0,6Ba0,2Ni1–yСuyO4+δ (y = 0,1; 0,2; 0,3). Получены данные о кристаллической структуре этих сложных оксидов, их электротранспортных и термомеханических свойствах. Изготовлены и аттестованы электрохимические ячейки, где в качестве электродов выступали исследуемые материалы. Создана кислородпроницаемая мембрана, которая была апробирована на предмет уровня кислородной проницаемости и кислородной диффузии. Полученные результаты будут использованы для создания макетов электрохимических ячеек с электролитными слоями на основе Ba(Ce,Zr)O3.