Диссертация

Твердооксидные топливные элементы (ТОТЭ) представляют собой один из наиболее перспективных типов электрохимических генераторов энергии для создания энергоустановок различной мощности. Это связано с тем, что высокая температура их функционирования позволяет использовать широкий спектр топлива, а также обеспечивает высокие скорости протекания химических реакций на электродах. Последнее позволяет использовать в качестве материалов электродов различные оксиды d-металлов. Одним из направлений развития технологии ТОТЭ является создание так называемого симметричного ТОТЭ (СТОТЭ), в котором материалы катода и анода имеют одинаковый химический состав. Это позволяет снизить энергозатраты при его производстве из-за уменьшения количества стадий термообработки, а также упростить решение проблемы графитизации анода при использовании углеводородного топлива. Требования к электродному материалу СТОТЭ достаточно жесткие и им в большей степени удовлетворяют перовскитоподобные оксиды, содержащие в В-позиции катионы Mn и Fe. При этом ферраты представляют значительный интерес, так как большинство таких оксидов обладают высокой кислород-ионной проводимостью благодаря легкости изменения координационного окружения катионов Fe. Это приводит к тому, что электродные материалы на их основе могут иметь высокую производительность в СТОТЭ в среднетемпературном режиме. Однако термодинамическая устойчивость ферратов в восстановительной атмосфере недостаточна и может быть повышена при частичном замещении катионов Fe на катионы со стабильными степенями окисления в этих условиях (Mg2+, Sc3+, Ti4+ и др). Другим перспективным вариантом стабилизации перовскитоподобных ферратов является введение в их состав катионов Mo. Такие оксиды демонстрируют смену типа проводимости с p- на n- в восстановительной атмосфере анодных газов ТОТЭ, что способствует их высокой электропроводности. В качестве примера привести один из наиболее привлека-тельных материалов СТОТЭ на основе двойного перовскита Sr2Fe1.5Mo0.5O6-δ (SFM). В связи с этим актуальность получения новых электродных материалов СТОТЭ на основе перовскитов, содержащих в своем составе катионы Fe и Mo, не вызывает сомнений.