ст. преподаватель
к.х.н., доцент
кандидат наук
Новосибирск
кандидат наук
Новосибирск
к.х.н., профессор
Новосибирск
В последнее время протонпроводящие оксиды интенсивно исследуются в связи с возможностью их использования в различных электрохимических устройствах (топливных элементах, сепараторах и сенсорах водорода и др.). В частности, ортониобат лантан LaNbO4 представляет собой перовскитную структуру ABO3 с и обладает смешанной ионно-электронной проводимостью, которая имеет протонную проводимость порядка 10-3 Ом-1 См-1 при температурах выше 700°C и высокую устойчивость во влажной и обогащенной CO2 среде. Данные материалы являются перспективными для создания мембран для сепарации кислорода и среднетемпературных твердооксидных топливных элементов. Но исследования показали, что ортониобаты лантана обладают недостаточной электронной проводимостью. Одним из подходов решения данной проблемы является создание нанокомпозитных материалов на их основе с использованием металлов и их сплавов. Оптимизация состава, микроструктуры и текстуры таких материалов позволят улучшить характеристики топливных элементов и мембран.В работе впервые синтезированы наночастицы металлов и их сплавов NiCuOx, CoCuOx, NiCoAgOx в присутствии изопропилового спирта в сверхкритической среде. Морфология и размер частиц сплавов были изучены с помощью электронной микроскопии JSM-6460 LV (JEOL, Япония), а фазовый состав был исследован на дифрактометре BrukerAdvance D8, используя CuKα. Полученные результаты исследования показали, что с использованием сверхкритических спиртов можно получить металлы и сплавы в одну стадию. По данным ПЭМ полученные порошки после прокаливания являются почти сферическими наночастицами со средним размером 25-45 нм. Полученные биметаллические порошки являются перспективными материалами для приготовления композитов и нанесения на пористую подложку для создания протонпроводящих мембран.
Recently, proton-conducting oxides have been intensively studied in connection with the possibility of their use in various electrochemical devices (fuel cells, separators and hydrogen sensors, etc.). In particular, LaNbO4 lanthanum orthoniobate is a perovskite ABO3 c structure and has a mixed ion-electron conductivity, which has a proton conductivity of the order of 10-3 Om-1 cm-1 at temperatures above 700°C and high stability in a humid and enriched CO2 environment. These materials are promising for the creation of membranes for the separation of oxygen and medium temperature solid oxide fuel cells. But studies have shown that lanthanum orthoniobates have insufficient electronic conductivity. One approach to solving this problem is to create nanocomposite materials based on them using metals and their alloys. Optimization of the composition, microstructure and texture of such materials will improve the characteristics of fuel cells and membranes. In this work, nanoparticles of metals and their alloys NiCuOx, CoCuOx, NiCoAgOx in the presence of isopropyl alcohol in a supercritical medium were first synthesized. The morphology and particle size of the alloys was studied using electron microscopy JSM-6460 LV (JEOL, Japan), and the phase composition was studied on a BrukerAdvance D8 diffractometer using CuKα. The results of the study showed that using supercritical alcohols allows one to obtain metals and alloys in one stage. According to TEM, the obtained powders after calcination are almost spherical nanoparticles with an average size of 25-45 nm. The obtained bimetallic powders are promising materials for the preparation of composites and deposition on a porous substrate to create proton-conducting membranes.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.