Актуальность. Сложные оксиды со структурой перовскита ABO3,
где А – редкоземельный элемент или щёлочноземельный металл, В – 3d-металл,
в настоящее время активно исследуются в качестве перспективных материалов
для электрохимических устройств (ЭХУ), таких как твёрдооксидные топливные
элементы (ТОТЭ), электролизёры, кислородные мембраны и т. д. Наибольший
интерес среди оксидов со смешанной кислород-ионной и электронно-дырочной
проводимостью вызывают кобальтиты и кобальтито-ферриты редкоземельных
и щёлочноземельных металлов (РЗМ и ЩЗМ) с перовскитоподобной структурой. Низкие значения поляризационного сопротивления и высокие – скорости
межфазного обмена кислорода с газовой фазой, а также коэффициента диффузии кислорода позволяют надеяться на успешное применение их в качестве
электродов современных электрохимических устройств. Несмотря на большое
число публикаций, посвящённых методам синтеза, кристаллической и дефектной структуре, совместимости с материалом электролита, вопросы, касающиеся
механизма электродных процессов с участием этих оксидных материалов, остаются недостаточно исследованными.
Применённый в данной работе метод изотопного обмена
с уравновешиванием изотопного состава газовой фазы (ИО-УГФ)
в совокупности с данными по нестехиометрии кислорода, сегрегации катионов
на поверхности оксидов и использованием современных модельных представлений при анализе механизма обмена кислорода позволяет однозначно идентифицировать скорость определяющие стадии процесса обмена кислорода в различных экспериментальных условиях.
1. Ананьев, М. В. Свидетельство авторской регистрации программного средст¬ва «1МКес8уз» № 2014660793 / М. В. Ананьев, А. С. Фарленков. - 2014. - ИВТЭ УрО РАН, Екатеринбург.
2. Фарленков, А. С. Свидетельство авторской регистрации программного сред¬ства «М1сКЛ8» № 2014660892 / А. С. Фарленков, М. В. Ананьев, Н. М. Поротникова, В. А. Ерёмин. 2014. ИВТЭ УрО РАН, Екатеринбург.
3. Фарленков, А. С. Свидетельство авторской регистрации программного сред¬ства «ТогШозйуЗЭ» № 2013660729 / А. С. Фарленков, М. В. Ананьев. -
2013. - ИВТЭ УрО РАН, Екатеринбург.
4. Ананьев, М. В. Свидетельство авторской регистрации программного средст¬ва «1ЕРго» № 2011614003 / М. В. Ананьев. - 2011. - ИВТЭ УрО РАН, Екате¬ринбург.
5. Ананьев, М. В. Изотопный обмен газообразных кислорода и водорода с оксидными электрохимическими материалами [Текст]: дис. ... д-ра хим. на-ук / Максим Васильевич Ананьев. - Екатеринбург, 2016. - 391 с.
6. Otter, den M. W. A study of oxygen transport in mixed conducting oxides using isotopic exchange and conductivity relaxation [Text]: PhD thesis / Otter den Mat- thijs Willem. - Enschede, 2000. - 156 p.
7. Tellez, H. Surface chemistry evolution in LnBaCo2O5+^ double perovskites for oxygen electrodes [Text] / H. Tellez, J. Druce, Y.-W. Ju, J. Kilner, T. Ishihara // In¬ternational Journal of Hydrogen Energy. - 2014. - V. 39. - P. 20856-20863.
8. Ananyev, M. V. Oxygen isotope exchange and diffusion in LnBaCo2O6-g (Ln = Pr, Sm, Gd) with double perovskite structure [Text] / M. V. Ananyev, V. A. Eremin,
D. S. Tsvetkov, N. M. Porotnikova, A. S. Farlenkov, A. Yu. Zuev, A. V. Fetisov,
E. Kh. Kurumchin // Solid State Ionics. - 2017. - V. 304. - P. 96-106.
9. Бершицкая, Н. М. Кинетика обмена кислорода газовой фазы с La0.6Sr0.4MeO3-g (Me = Mn, Co) [Текст] / Н. М. Бершицкая, М. В. Ананьев, Э. Х. Курумчин, В. А. Еремин // Электрохимия. - 2012. - Т. 48. - № 10. - С. 1057-1065.
10. Kuklja, M. M. Combined theoretical and experimental analysis of processes de¬termining cathode performance in solid oxide fuel cells [Text] / M. M. Kuklja, E. A. Kotomin, R. Merkle, Yu. A. Mastrikov, J. Maier // Physical Chemistry Chemical Physics. - 2013. - V. 15. - P. 5443-5471.
11. Adler, S. B. Electrode Kinetics of Porous Mixed-Conducting Oxygen Electrodes [Text] / S. B. Adler // Journal of The Electrochemical Society. - 1996. - V. 143. - N 11. - P. 3554-3564.
ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Статьи
1. Ananyev, M. V. Oxygen isotope exchange and diffusion in LnBaCo2O6-g (Ln = Pr, Sm, Gd) with double perovskite structure [Text] / M. V. Ananyev, V. A. Eremin, D. S. Tsvetkov, N. M. Porotnikova, A. S. Farlenkov, A. Yu. Zuev, A. V. Fetisov, E. Kh. Kurumchin // Solid State Ionics. - 2017. - V. 304. - P. 96-106.
2. Поротникова, Н. М. Влияние акцепторного замещения в оксидах La1-xAxMnO3±g (A = Ca, Sr, Ba) на кинетику взаимодействия с кислородом газо¬вой фазы [Текст] / Н. М. Поротникова, М. В. Ананьев, В. А. Еремин, Н. Г. Молчанова, Э. Х. Курумчин // Электрохимия. - 2016. - Т. 52. - № 8. - С. 803-809.
3. Tsvetkov, D. S. Oxygen nonstoichiometry, defect structure and oxygen dif¬fusion in the double perovskite GdBaCo2O6-g [Text] / D. S. Tsvetkov, M. V. Ananjev, V. A. Eremin, A. Yu. Zuev, E. Kh. Kurumchin // Dalton Transaction. - 2014. - V. 43. - P. 15937-15943.
4. Berenov, A. Oxygen tracer diffusion and surface exchange kinetics in Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-s [Text] / A. Berenov, A. Atkinson, J. Kilner, M. Ananyev, V. Eremin, N. Porotnikova, A. Farlenkov, E. Kurumchin, H. J. M. Bouwmeester, E. Bucher, W. Sitte // Solid State Ionics. - 2014. - V. 268. - P. 102-109.
5. Бершицкая, Н. М. Кинетика обмена кислорода газовой фазы с La0.6Sr0.4MeO3-s (Me = Mn, Co) [Текст] / Н. М. Бершицкая, М. В. Ананьев,
Э. Х. Курумчин, В. А. Еремин // Электрохимия. - 2012. - Т. 48. - № 10. - С.1057-1065.