ИСТИНА

Cовременной мировой тенденцией в развитии твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ) является снижение их рабочей температуры до 550-750оС (среднетемпературные ТОТЭ). Однако низкая эффективность стандартных материалов компонентов ТОТЭ в этих условиях требует разработки новых материалов. Перовскитоподобные оксиды могут использоваться в качестве всех компонентов ТОТЭ: электролита, катода, анода и коммутационного элемента. В настоящем докладе рассмотрено влияние химического состава и кристаллической структуры перовскитоподобных оксидов на свойства, важные для их практического использования в качестве материала электролита (галлийсодержащие сложные оксиды) и катода (кобальт- и медьсодержащие оксиды) в ТОТЭ. Галлийсодержащие оксиды со структурой перовскита (La,Sr)(Ga,Mg)O3-y (LSGM) обладают высокой кислород-ионной проводимостью и выступают в качестве электролита в среднетемпературном ТОТЭ. В докладе рассмотрены новые кислород-дефицитные галлийсодержащие оксиды SrGa1-xMxO2.5, M=Sc, In [1,2], показано влияние химического состава на тип упорядочения кислородных вакансий в их кристаллических структурах и высокотемпературную электропроводность, включаю кислород-ионную проводимость. Сложные оксиды кобальта с перовскитоподобной структурой удовлетворяют большинству требований к катодному материалу ТОТЭ, однако имеют высокий КТР, благодаря термически активированным переходам между низко- и высокоспиновым состояниями Co3+. Путями снижения КТР перовскитоподобных кобальтитов является поиск соединений, содержащих Co3+ в высокоспиновом основном состоянии, а также частичное замещение кобальта на катионы других переходных металлов. Последний путь создания новых кобальт-содержащих катодных материалов рассмотрен в докладе на примере перовскитоподобного кобальтита Sr3YCo4O10.5 (314-фаза). Слоистые купраты R2CuO4, R – редкоземельный катион, содержащие в своей структуре перовскитные блоки, а также блоки со структурой NaCl (R=La, т.н. Т-фаза) и CaF2 (R=Nd, Pr, Sm, т.н. T’-фаза) представляют интерес в качестве катодных материалов среднетемпературных ТОТЭ благодаря низким КТР (~12 ppm K-1) и значимой электропроводности (>100 S/cm в случае Pr2CuO4). В докладе обсуждается корреляция между присутствием определенных структурных блоков в слоистых купратах и их кислород-ионной проводимостью.