Для цитирования:
Пантюхина М. И., Дунюшкина Л. А. НОВЫЙ КАТОДНЫЙ МАТЕРИАЛ La2/3Cu3Ti4 – xFexO12 – δ ДЛЯ ТВЕРДООКСИДНОГО ТОПЛИВНОГО ЭЛЕМЕНТА: СИНТЕЗ И ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ // Электрохимическая энергетика. 2024. Т. 24, вып. 3. С. 161-168. DOI: 10.18500/1608-4039-2024-24-3-161-168, EDN: ZQHMWE
НОВЫЙ КАТОДНЫЙ МАТЕРИАЛ La2/3Cu3Ti4 – xFexO12 – δ ДЛЯ ТВЕРДООКСИДНОГО ТОПЛИВНОГО ЭЛЕМЕНТА: СИНТЕЗ И ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ
Проведено допирование катионами Fe3+ титаната лантана меди La2/3Cu3Ti4−xFexO12−δ (x = 0–1). Построена диаграмма зависимости фактора толерантности от относительной электроотрицательности катионов для всех исследуемых составов. Показано, что все составы лежат в области существования искаженного перовскита. Методами рентгеноструктурного и рентгенофазового анализа установлена область существования твердых растворов La2/3Cu3Ti4−xFexO12−δ, полученных по керамической технологии, которая составила 0 ⩽ x ⩽ 0.4. Получены температурные зависимости электропроводности для составов из области существования твердых растворов La2/3Cu3Ti4−xFexO12−δ. Предположен ионноэлектронный характер их проводимости. Показано, что снижение электронной проводимости с ростом содержания железа обусловлено компенсацией электронных носителей, образующихся при акцепторном допировании.
- Bhalla A. S., Ruyan Guo, Rustum Roy. The perovskite structure – a review of its role in ceramic science and technology // Mater. Res. Innov. 2000. Vol. 4, № 1. P. 3–26. https://doi.org/10.1007/s100190000062
- Istomin S. Ya., Lyskov N. V., Mazo G. N., Antipov E. V. Electrode materials based on complex d-metal oxides for symmetrical solid oxide fuel cells // Russ. Chem. Rev. 2021. Vol. 90, № 6. P. 644–676. https://10.1070/RCR4979
- Get’man E. I., Loboda S. N., Sidorkina M. A. CaCu3Ti4O12-based materials with variable copper content // Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2009. Vol. 54, № 3. P. 346–349. https://10.1134/S0036023609030024
- Zhuk N. A., Nekipelov S. V., Sivkov V. N., Sekushin N. A., Lutoev V. P., Makeev B. A., Koroleva A. V., Fedorova A. V., Koksharova L. A., Ignatova M. M., Korolev R. I. Magnetic and electric properties, ESR, XPS and NEXAFS spectroscopy of CaCu3Ti4O12 ceramics // Ceramics International. 2020. Vol. 46. P. 21410–21420. https://10.1016/j.ceramint.2020.05.239
- Zhuk N. A., Shugurov S. M., Belyy V. A., Makeev B. A., Yermolina M. V., Beznosikov D. S., Koksharova L. A. Thermal stability of CaCu3Ti4O12: Simultaneous thermal analysis and high-temperature mass spectrometric study // Ceramics International. 2018. Vol. 44. P. 20841–20844. https://10.1016/j.ceramint.2018.08.088
- Ahmad M. M., Kotb H. M., Joseph C., Kumar Sh., Alshoaibi A. Transport and Dielectric Properties of Mechanosynthesized La2/3Cu3Ti4O12 Ceramics // Crystals. 2021. Vol. 11. Article number 313. https://10.3390/cryst11030313
- Shri Prakash B., Varma K. B. R. Effect of sintering conditions on the microstructural, dielectric, ferroelectric and varistor properties of CaCu3Ti4O12 and La2/3Cu3Ti4O12 ceramics belonging to the high and low dielectric constant members of ACu3M4O12 (A = alkali, alkaline-earth metal, rare-earth metal or vacancy, M = transition metal) family of oxides // Physica B. 2008. Vol. 40. P. 2246–2254. https://doi.org/10.1016/j.physb.2007.12.004
- Shri Prakash B., Varma K. B. R. Effect of sintering conditions on the dielectric properties of CaCu3Ti4O12 and La2/3Cu3Ti4O12 ceramics: A comparative study // Physica B. 2006. Vol. 382. P. 312–319. https://doi.org/10.1016/j.physb.2006.03.005
- Fu Zh., Nie H., Wei Y., Bo Zhang B., Chang A. Effect of Mn-doping on microstructure and electrical properties of La2/3Cu3Ti4O12 ceramics // J. Alloys Compd. 2020. Vol. 847. Article number 156525. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.156525
- Фесенко Е. Г. Семейство перовскита и сегнетоэлектричество М. : Атомиздат, 1972. 248 с.
- Shannon R. D., Prewitt C. T. Effective ionic radii in oxides and fluorides // Acta Crystallogr. 1969. Vol. 25, № 3. P. 925–946. https://doi.org/10.1107/s0567740869003220
- Химия. Справочное издание / под ред. В. Шестер, К.-Х. Лаутеншлегнер. M. : Химия, 1979. 139 с.
- Schmidt R., Sinclair D. C. Chapter 1. CaCu3Ti4O12 (CCTO) Ceramics for Capacitor Applications // Capacitors: Theory of Operation, Behavior and Safery Regulations / ed. Kristofer N. Muller. Nova Science Publishers Inc., 2013. P. 1–33.
- Ngamou P. H. T., Bahlawane N. Influence of the Arrangement of the Octahedrally Coordinated Trivalent Cobalt Cations on the Electrical Charge Transport and Surface Reactivity // Chem. Mater. 2010. Vol. 22. P. 4158–4165. https://doi.org/10.1021/cm1004642
- Istomin S. Ya., Antipov E. V. Cathode materials based on perovskite-like transition metal oxides for intermediate temperature solid oxide fuel cells // Russian Chemical Reviews. 2013. Vol. 82, № 7. P. 686–700. https://doi.org/10.1070/RC2013v082n07ABEH004390