Разработка перспективных керамических электродных материалов для твердооксидных топливных элементов на основе La2NiO4, со-допированного элементами группы лантаноидов

Аннотация

Работа посвящена получению и исследованию слоистого никелата лантана и твердых растворов на его основе. Никелат лантана La2NiO4 имеет структуру типа K2NiF4, и относится к фазам Раддлесдена-Поппера первого порядка. В настоящее время кристаллическая структура и физико-химические свойства La2NiO4+δ достаточно хорошо изучены, и данный материал используется в качестве воздушных электродов электрохимических устройств и мембран для получения кислорода. В ряде работ было показано, что допирование La2NiO4 изовалентными примесями (Pr, Nd) повышает электропроводность и общее количество междоузельного кислорода никелата лантана, что способствует более быстрому кислородно-ионному транспорту. Поэтому предполагается, что допирование гадолинием увеличит количество междоузельного кислорода La2NiO4+δ, так как малый размер катиона по сравнению с La3+ увеличит размер междоузлий. В ходе научной работы были поставлены и выполнены следующие задачи:
• Синтез материалов ряда La2-xGdxNiO4+δ, где x=0÷1.
• Исследование кристаллической структуры полученных материалов.
• Изучение спектроскопии импеданса La2-xGdxNiO4+δ с твердым электролитом Ce0.8Gd0.2O2-δ.
• Исследование электропроводности, кислородпроницаемости и термо-механических свойств полученных материалов.