1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Электрохимия
  4. T. 59, № 8, 2023

Электрохимия, 2023, T. 59, № 8, стр. 448-455

Кислородно-ионные композиты MWO4–SiO2 (M – Sr, Ba)

Н. Н. Пестерева a, *, А. Ф. Гусева a, В. А. Белятова a, Д. В. Корона a

a Уральский федеральный университет им. первого президента России Б.Н. Ельцина
Екатеринбург, Россия

* E-mail: Natalie.Pestereva@urfu.ru

Поступила в редакцию 28.07.2022
После доработки 02.12.2022
Принята к публикации 22.12.2022

Аннотация

Композиционные материалы (1 – f)SrWO4–fSiO2 и (1 – f)BaWO4–fSiO2, где f – объемная доля дисперсной добавки SiO2, приготовлены твердофазным методом. Полученные композиты были исследованы методами РФА, TГ-ДСК, СЭМ-РСМА. Электропроводность композитов измерена методом электрохимического импеданса в зависимости от температуры, парциального давления кислорода в газовой фазе и состава. Для оценки вклада ионной проводимости проведены измерения суммы ионных чисел переноса методом ЭДС. Показано, что добавление 20–25 об. % нано-SiO2 к низкопроводящим кислородно-ионным проводникам SrWO4 и BaWO4 приводит к увеличению ионной проводимости композитов на их основе соответственно в 20 и 12 раз. Повышение проводимости в исследуемых системах объясняется дополнительным вкладом межфазных границ, образующихся между матрицей MeWO4 и наночастицами дисперсоида.

Ключевые слова: композиты, кислородно-ионные проводники, гетерогенное допирование, вольфраматы

Список литературы

  1. Уваров, Н.Ф. Композиционные твердые электролиты. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2008. 258 с. [Uvarov, N.F., Composite solid electrolytes (in Russian), Novosibirsk: ISSC SB RAS Publ., 2008. 259 p.]

  2. Ishihara, T., Perovskite oxide for solid oxide fuel cells, L.: Springer, 2009, 302 p.

  3. Maier, J., Ionic conduction in space charge regions, Prog. Solid State Chem., 1995, vol. 23, p. 171. https://doi.org/10.1016/0079-6786(95)00004-E

  4. Gregori, G., Merkle, R., and Maier, J., Prog. Mater. Sci. 2017, vol. 89, p. 252. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2017.04.009

  5. Agrawal, R.C. and Gupta, R.K., Superionic solid: composite electrolyte phase – an overview, J. Mater. Sci., 1999, vol. 34, p. 1131. https://doi.org/10.1023/A:1004598902146

  6. Uvarov, N.F., Composite solid electrolytes: recent advances and design strategies, J. Solid State Electrochem., 2011, vol. 15, p. 367. https://doi.org/10.1007/s10008-008-0739-4

  7. Yaroslavtsev, A.B., Composite materials with ionic conductivity: from inorganic composites to hybrid membranes, Russ. Chem. Rev., 2009, vol. 78, № 11, p. 1013.

  8. Нейман, А.Я., Пестерева, Н.Н., Чжоу, Ю., Нечаев, Д.О., Котенева, Е.А., Ванек, К., Хиггинс, Б., Волкова, Н.А., Корчуганова, И.Г. Электрохимия. 2013. Т. 49. С. 999. [Neiman, A.Ya., Pestereva, N.N., Zhou, Y., Nechayev, D.O., Koteneva, E.A., Vanec, K., Higgins, B., Volkova, N.A., and Korchuganova, I.G., Russ. J. Electrochem., 2013, vol. 49, p. 895.]

  9. Нейман, А.Я., Пестерева, Н.Н., Шарафутдинов, А.Р. и др., Проводимость и числа переноса метакомпозитов MeWO4–WO3 (Me – Ca, Sr, Ba). Электрохимия. 2005. Т. 41. С. 680. [Neiman, A.Ya., Pestereva, N.N., Sharafutdinov, A.R., et al., Conduction and transport numbers in metacomposites MeWO4–WO3 (Me – Ca, Sr, Ba), Russ. J. Electrochem., 2005, vol. 41. p. 598.]

  10. Пестерева, Н.Н., Жукова, А.Ю., Нейман, А.Я. Числа переноса носителей и ионная проводимость эвтектических метакомпозитов {MеWO4·хWO3} (Mе – Sr, Ba). Электрохимия. 2007. Т. 43. С. 1379. [Pestereva, N.N., Zhukova, A.Yu., and Neiman, A.Ya., Transport numbers and ionic conduction of eutectic metacomposites {MeWO4·xWO3} (Me – Sr, Ba), Russ. J. Electrochem., 2007, vol. 43, p. 1305.]

  11. Партин, Г.С., Пестерева, Н.Н., Корона, Д.В., Нейман, А.Я. Влияние состава композитов {(100 – ‒ x)CaWO4–xV2O5} и {(100 – x)LaVO4–xV2O5} на их электропроводность. Электрохимия. 2015. Т. 51. С. 1071. [Partin, G.S., Pestereva, N.N., Korona, D.V., and Neiman, A.Y., Effect of composition of {(100 – ‒ x)CaWO4–xV2O5} and {(100 – x)LaVO4–xV2O5} composites on their conductivity Russ. J. Electrochem., 2015, vol. 51, p. 945.]

  12. Knosinger, H. and Taglauer, E., Toward supported odxide catalysts via solid-solid wetting, Catalysis, 1993, vol. 10, p. 1.

  13. Sawada, S., Thermal and electrical properties of tungsten oxide (WO3), J. Phys. Soc. Japan, 1956, vol. 11, p. 1237.

  14. Kofstad, P., Nonstoichiometry, diffusion, and electrical conductivity in binary metal oxides. N.Y.: Wiley-Interscience, 1972. p. 382.

  15. Guseva, A., Pestereva, N., Otcheskikh, D., and Kuznetsov, D., Electrical properties of CaWO4–SiO2 composites, Solid State Ionics, 2021. V. 364. P. 115626. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2021.115626

  16. Technical Bulletin Fine Particles N 11, Basic Characteristics of Aerosil Fumed Silica, 4th ed. Essen: Evonik, 2003.

  17. Чеботин, В.Н., Перфильев, М.В. Электрохимия твердых электролитов, М.: Химия, 1978. 312 с. [Chebotin, V.N. and Perfilev, M.V., Electrochem. solid electrolytes (in Russian), Moscow: Khimiya, 1978. 312 p.]

  18. Uvarov, N.F., Estimation of composites conductivity using a general mixing rule, Solid State Ionics, 2000, vol. 136–137, p. 1267.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Электрохимия

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал