Победитель конкурса
"Молодые ученые"

Елизавета
Антипинская

Интеркаляция высокозарядных катионов как перспективный способ направленного химического дизайна материалов водородной энергетики

02.00.00 Химические науки


Снежинск


Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина
Магистратура, 2 курс, факультет: Институт естественных наук и математики


Описание проекта

В данной работе исследованы композиты PrBaCo2O6-δ / PrBaCoTaO6 (PBC / PBCT) с точки зрения возможности их применения в качестве электродов СТ ТОТЭ. Показано, что разбавление PBC кристаллической фазой, содержащей высокозарядные ионы тантала, способствует существенной оптимизации свойств итогового материала. Так, происходит значительное уменьшение термомеханических напряжений в катоде при сохранении высоких проводящих и электрокаталитических свойств исходного PBC. Как результат, полученный катод, содержащий 25 масс. % PBC, обладает рекордно низкими значениями поляризационного сопротивления при 1073 К а также прекрасной устойчивостью к процессам карбонизации. Обработка композитов PBC / PBCT в атмосфере с высоким содержанием CO2 сопровождается ухудшением катодной эффективности. Однако последующий отжиг на воздухе при 973 К приводит к практически полному восстановлению функциональных характеристик. Использование инновационного метода анализа электрохимических данных DRT (Распределение по временам релаксации) позволило установить, что наблюдаемые закономерности взаимодействия композитов с СО2 обусловлены поверхностной адсорбцией углекислого газа, что было подтверждено прямыми структурными экспериментами. Эта особенность в сочетании с хорошими термомеханическими свойствами, превосходной стабильностью и небольшой поляризацией при контакте с электролитом Ce0.8Sm0.2O2-δ определяет перспективность композита PBC / PBCT, содержащего 25 мас.% в качестве катодного материала для СТ ТОТЭ.



Сейчас

В случае получения поддержки в рамках конкурса «Молодые ученые» от Фонда поддержки молодых ученых имени Геннадия Комиссарова планируется выступление со стендовым докладом на 17-ой международной конференции по химии высокотемпературных материалов HTMC-XVII в Словакии (6-11 июня 2021) и публичное представление полученных результатов мировому сообществу.