Образцы твердых растворов Zr0,9Y0,1O2–?–BiScO3 и Сe0,9Y0,1O2–?–BiScO3 получены методом твердофазного синтеза. Методом рентгеновской дифракции выявлено, что система Zr0,9Y0,1O2–?–BiScO3 соответствует тетрагональной структуре с пространственной группой симметрии P42/nmc. Керамика Сe0,9Y0,1O2–?–BiScO3 является двухфазной и характеризуется кубической структурой с пространственной группой симметрии и Ia–3. Методом импедансной спектроскопии установлено, что наибольшей электропроводностью обладает система Сe0,9Y0,1O2–?–BiScO3, однако энергия активации ниже в керамике Zr0,9Y0,1O2–?–BiScO3, составляя 0,3 эВ в температурном диапазоне 300–420 ?С и 0,7 эВ в температурном диапазоне 420 – 680 ?С. Энергия активации твердого раствора Сe0,9Y0,1O2–?–BiScO3 равна 1,0 эВ.
Ирина Васильевна Суджанская – канд. физ.-мат. наук, науч. сотрудник Центра коллективного пользования «Технологии и Материалы НИУ «БелГУ», Белгородский национальный исследовательский университет, Белгород, Россия. E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..
Валентина Сергеевна Сотникова – канд. физ.-мат. наук, ст. науч. сотрудник, кафедра теоретической и экспериментальной физики, Институт инженерных и цифровых технологий, Белгородский государственный национальный исследовательский университет (НИУ БелГУ), Белгород, Россия; Белгородский технологический университет им. В. Г. Шухова (БГТУ), Белгород, Россия. E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
1. Zhang J., Lenser Ch., Menzler N. H., Guillon O. Comparison of solid oxide fuel cell (SOFC) electrolyte materials for operation at 500 ?C // Solid State Ionics. 2020. V. 344. P. 115 – 138.
2. Dwivedi S. Solid oxide fuel cell: Materials for anode, cathode and electrolyte. // International journal of hydrogen energy. 2020. V. 45. P. 23988 – 24013.
3. Brosha E. L., Mukundan R., Brown D. R., et al. Development of ceramic mixed potential sensors for automotive applications // Solid State Ionics. 2002. V. 148. P. 61 – 69.
4. Singh B., Ghosh S., Aich S., Roy B. Low temperature solid oxide electrolytes (LT-SOE): A review // Journal of Power Sources. 2017. V. 339. P. 103 – 135.
5. Strickler D. W., Carlson W. G. Ionic conductivity of cubic solid solutions in the system CaO–Y2O3–ZrO2 // J. Am. Ceram. Soc. 1964. V. 47. P. 122 – 127.
6. Lee J. H., Yoon S. M., Kim B. K., et al. Electrical conductivity and defect structure of yttria-doped ceria-stabilized zirconia // Solid State Ionics. 2001. V. 144. P. 175 – 184.
7. Inaba H., Tagawa H. Review Ceria-based solid electrolytes. // Solid State Ionics. 1996. V. 83. P. 1 – 16. URL: https://doi.org/10.1016/0167-2738(95)00229-4
8. Kang, J., Feng, W., Guo, D., et al. Performance optimization of Ca and Y co-doped CeO2 – based electrolyte for intermediate-temperature solid oxide fuel cells. // J. Alloys Comp. 2022. V. 913. P. 165 – 317. URL: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2022.165317
9. Mahmud L. S., Muchtar A., Somalu M. R. Challenges in fabricating planar solid oxide fuel cells: A review // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2017. V. 72. P. 105 – 116. URL: https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.01.019
10. Irshad M., Siraj K., Raza R., et al. Description of High Temperature Solid Oxide Fuel Cell’s Operation, Materials, Design, Fabrication Technologies and Performance // Appl. Sci. 2016. V. 6, No. 3. P. 75. URL: doi.org/10.3390/app6030075
11. Shi H., Su C., Ran R., et al. Review. Electrolyte materials for intermediate-temperature solid oxide fuel cells // Progress in Natural Science: Materials International. 2020. V. 30, Is. 6. P. 764 – 774. URL: https://doi.org/10.1016/j.pnsc.2020.09.003
12. Lubke S., Wiemhofer H-D. Electronic conductivity of Gd-doped ceria with additional Pr-doping // Solid State Ion. 1999. V. 117. P. 229 – 243. URL: https://doi.org/10.1016/S0167-2738(98)00408-1
13. Shu P., Wiemh?fer H.-D., Guth U., et al. Oxide ion conducting solid electrolytes based on Bi2O3 // Solid State Ionics. 1996. V. 89. P. 179 – 196. URL: https://doi.org/10.1016/0167-2738(96)00348-7
14. Joh D. W., Park J. H., Kim D., et al. Functionally graded bismuth oxide/zirconia bilayer electrolytes for high-performance intermediate-temperature solid oxide fuel cells (IT-SOFCs) // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2017. V. 9. P. 8443 – 8449. DOI: 10.1021/acsami.6b16660
15. Joh D. W., Park J. H., Kim D. Y., et al. High performance zirconia-bismuth oxide nanocomposite electrolytes for low temperature solid oxide fuel cells // J. Power Sources. 2016. V. 320. P. 267 – 273.
16. Miao L., Hou J., Dong K., Liu W. A strategy for improving the sinterability and electrochemical properties of ceria-based LT-SOFCs using bismuth oxide additive // International Journal of Hydrogen Energy. 2019. V. 44, Is. 11. P. 5447 – 5453. URL: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.10.223
17. Иванов О. Н., Суджанская И. В., Япрынцев М. Н. Получение, структура и особенности электропроводности керамики на основе системы ZrO2–SrTiO3–BiScO3 // Стекло и керамика. 2015. Т. 88, № 11. С. 22 – 25. [Ivanov O. N., Sudzhanskaya I. V., Japryntsev M. N. Manufacture, Structure, and Electric Conductivity of ZrO2–SrTiO3–BiScO3 Ceramics // Glass Ceram. 2016. V. 72. No. 11. P. 413 – 416. DOI: 10.1007/s10717-016-9800-4]
18. Sudzhanskaya I. V., Yaprintsev M. N., Nekrasova Yu. S., et al. Effect of BiScO3 Additive on the Structure and Electrical Properties of the Y2O3–ZrO2–SrTiO3 System // Journal of nano- and electronic physics. 2019. V. 11, No. 1. P. 01018 – 01022. DOI: 10.21272/jnep.11(1).01018
19. Deshmukh V. V., Ravikumar C. R., Anil Kumar M. R., et al. Structure, morphology and electrochemical properties of SrTiO3 perovskite: Photocatalytic and supercapacitor applications // Environmental Chemistry and Ecotoxicology. 2021. V. 3. P. 241 – 248. URL: https://doi.org/10.1016/j.enceco.2021.07.001
20. Shannon R. D. Revised Effective Ionic Radii and Systematic Studies of Interatomic Distances in Halides and Chaleogenides. // Acta Cryst. 1976. V. A32. P. 751.
21. Singh B., Ghosh S., Aich S., Roy B. Low temperature solid oxide electrolytes (LT-SOE): A review // Journal of Power Sources. 2017. V. 339. P. 103 – 135.
22. Yeh T.-H.; Chou C.-C. Ionic conductivity investigation in samarium and strontium co-doped ceria system // Phys. Scr. 2007. V. 129. P. 303 – 307. URL: https://doi.org/10.1088/0031-8949/2007/T129/067
Статью можно приобрести
в электронном виде!
PDF формат
500 руб
DOI: 10.14489/glc.2023.06.pp.054-059
Тип статьи:
Научная статья
Оформить заявку
