Развитие основ повышения амбиполярной проводимости протонпроводящих оксидов путем модификации перовскитной структуры

Водород представляет ценный продукт, который широко используется в синтезе аммиака, для получения метанола и других крупномасштабных продуктов. Он является наиболее высокоэффективным топливом, теплотворная способность которого превышает в 2.7 раз таковую для бензина и 2.5 раз - для метана. Водород обычно получается путем пароводяной конверсией метана, при этом он загрязнен примесями Н2О, СО и СО2, что затрудняет его дальнейшее целевое использование. Существует большое количество альтернативных путей получения водорода с более высокой чистотой, среди которых одним из наиболее многообещающих являются мембранные технологии. Вследствие большого числа типов мембранных реакторов, они могут функционировать на различных принципах работы. Высокотемпературные ионселективные реакторы составляют ряд твердооксидных электрохимических устройств. Основой этих мембран является газонепроницаемый керамический материал, разделяющий два газовых пространства. Путем вариации состава газов можно добиться градиента химического потенциала водорода, приводящего к его электрохимическому натеканию через объем керамического материала. Эффективность этого процесса определяется электротранспортными свойствами керамики, а именно амбиполярной проводимостью, величина которой тем выше, чем выше как электронная, так и протонная проводимость. Поскольку в области разработки высокотемпературных протонпроводящих материалов основное внимание исследователей сосредоточено на поиске оптимальных электролитных систем (для которых электронная проводимость должна быть пренебрежимо малой), то поиск и исследование оксидных систем с повышенной электронной проводимостью обладает признаками новизны и актуальности. Данная работа соответствует важным направлениям Национального проекта "Наука" и "Прогноза научно-технологического развития России: 2030", а именно получение новых материалов и технологий для развития электротехники, разработка материалов с особыми электропроводящими свойствами, газоразделительные мембранные материалы.