Дизайн новых Sn-содержащих протонпроводящих электролитов с повышенными электролитическими характеристиками и стабильностью для их применения в твердооксидных электрохимических устройствах

Твердооксидные протонные электролиты представляют собой уникальный класс оксидных материалов, обладающих кислородионной, а также протонной проводимостью в Н2 и Н2О-содержащих атмосферах. Эта особенность позволяет использовать их в таких электрохимических устройствах, как твердооксидные топливные элементы (ТОТЭ), электролизеры (ТОЭ) и сенсоры, что способствует развитию водородной и электрохимической энергетики.Наиболее исследованными протонпроводящими электролитами являются системы на основе BaCeO3 и BaZrO3. Однако они имеют определенные недостатки, например, наличие существенного вклада дырочной составляющей проводимости в окислительных атмосферах, недостаточную термодинамическую устойчивость в парах воды и CO2 и/или высокое зернограничное сопротивление из-за низкой способности к спеканию. В связи с этим актуальным является поиск новых протонпроводящих электролитов, обладающих высокой химической стабильностью, значимой проводимостью и широкой электролитической областью. Материалы на основе олова (Sn) могут рассматриваться в качестве сравнительно новой альтернативы цератам и цирконатам бария с точки зрения достижения компромисса между их термодинамической устойчивостью и высокой ионной проводимостью.В рамках настоящего проекта планируется получить новые (ранее неисследованные) оксидные композиции как со структурой перовскита, так и слоистой структурой (фазы Раддлсдена-Поппера), а также проанализировать возможность их использования в качестве протонпроводящих электролитов для электрохимических устройств различного назначения (ТОТЭ, ТОЭ, сенсоры).