- PII
- S30345545S0044461825090053-1
- DOI
- 10.7868/S3034554525090053
- Publication type
- Article
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume 98 / Issue number 11-12
- Pages
- 609-620
- Abstract
- Двумя методами жидкофазного синтеза — методом совместного осаждения гидроксидов в лабораторной установке с магнитной мешалкой и методом быстрого совместного осаждения гидроксидов в микрореакторе со встречными закрученными потоками синтезированы высокодисперсные метопористые порошки состава (CeO)(DyO) (x = 0.05, 0.10, 0.15. 0.20), обладающие удельным объемом пор 0.022–0.084 см·г и удельной площадью поверхности 23.71–66.32 м·г. На их основе получены керамические напоматериалы заданного состава, представляющие собой кубические твердые растворы типа флюорита с ОКР ~ 44–76 нм, с открытой пористостью в интервале 3–14%, высокими значениями кажущейся плотности 5.87–7.24 г·см. Выявлено существенное влияние условий проведения синтеза на физико-химические свойства керамических электролитных материалов. Показано, что спекающая добавка ZnO для керамики, полученной двумя разными методами синтеза, влияет на открытую пористость и плотность по-разному: в случае использования метода синтеза в микрореакторе со встречными закрученными потоками (расход 1.5 л·мин) открытая пористость уменьшилась в 2–5 раз, плотность увеличилась незначительно. Однако для образцов, синтезированных методом соосаждения гидроксидов в лабораторной установке, пористость снизилась в 2 раза, что доказывает избирательное влияние спекающих добавок. По своим физико-химическим свойствам (плотность, пористость, коэффициент термического расширения) полученные керамические материалы перспективны в качестве твердооксидных электролитов среднетемпературных топливных элементов.
- Keywords
- Date of publication
- 01.01.2026
- Year of publication
- 2026
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 52
References
- 1. Моотта С. Е., Grodsky S. M., Rupp S. Renewable Energy and Wildlife Conservation. Johns Hopkins University Press, 2019. 279 p.
- 2. Gandia L. M., Arzamedi G. Renewable hydrogen technologies: Production, purification, storage, applications and safety. Elsevier, 2013. 472 p.
- 3. Dicks A., Rand D. A. J. Fuel cell systems explained. Wiley, 2018. 460 p.
- 4. Tiwari G. N., Mishra R. K. Advanced renewable energy sources. RSC Publ., Cambridge, 2012. 562 p.
- 5. Азxacos A. E. Возобновляемая энергетика. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2012. 256 с. @@ Azxacos A. E. Vozobnovlyaemaya energetika. M.: FIZMATLIT, 2012. 256 s.
- 6. Mudryk K., Werle S. Renewable energy sources: Engineering, technology, innovation, Springer Int. Publ., 2018. 834 p.
- 7. Яштуков Н. А., Лебедева М. В. Водородная энергетика возобновляемых источников тока // Рос. технол. журн. 2017. Т. 5. № 3. С. 58–73. ID 29715682. @@ Yashtukov N. A., Lebedeva M. V. Vodorodnaya energetika vozobnovlyaemykh istochnikov toka // Ros. tekhnol. zhurn. 2017. T. 5. № 3. S. 58–73. ID 29715682.
- 8. Hussai S., Yangping L. Review of solid oxide fuel cell materials: Cathode, anode, and electrolyte // Energy Transitions. 2020. N 4. P. 113–126.
- 9. Mahato N., Banerjee A., Gupta A., Omar S., Balani K. Progress in material selection for solid oxide fuel cell technology: A review // Progress Mater. Sci. 2015. N 72. P. 141–337.
- 10. Trovarelli A. Bernal catalysis by ceria and related materials // Catal. Sci. Ser. L.: Imperial College Press, 2002. V. 2. 528 p.
- 11. Кузнецова Т. Г., Садыков В. А. Особенности дефектной структуры метастабильных наподисперсных диоксидов церия и циркония и материалов на их основе // Кинетика и каталия. 2008. Т. 49. № 6. С. 886–905. ID 11617843. @@ Kuznetsova T. G., Sadykov V. A. Osobennosti defektnoi struktury metastabil'nykh nanodispersnykh dioksidov tseriya i tsirkoniya i materialov na ikh osnove // Kinetika i kataliz. 2008. T. 49. № 6. S. 886–905. ID 11617843.
- 12. Fathy A., Wagih A., Abu-Oqail A. Effect of ZrO content on properties of Cu-ZrO nanocomposites synthesized by optimized high energy ball milling // Ceram. Int. 2019. V. 45. N 2. P. 2319–2329.
- 13. Li Z., He Q., Xia L., Xu Q., Cheng C., Wang J., Ni M. Effects of cathode thickness and microstructural properties on the performance of protonic ceramic fuel cell (PCFC): A 3D modelling study // Int. J. Hydrogen Energy. 2022. V. 47. N 6. P. 4047–4061.
- 14. Хасанов О. Л., Данил З. С., Бикбаев З. Г. Методы компактирования и консолидации наноструктурных материалов и изделий. Изд-во Том. политехн. ун-та, 2008. 212 с. ISBN 978-5-93208-750-3 @@ Khasanov O. L., Danil Z. S., Bikbaev Z. G. Metody kompaktirovaniya i konsolidatsii nanostrukturnykh materialov i izdelii. Izd-vo Tom. politekhn. un-ta, 2008. 212 s. ISBN 978-5-93208-750-3
- 15. Rempel A. A., Gusev A. I. Nanocrystalline Materials. Cambridge Int. Sci. Publ., 2004. 351 p. ISBN: 978-1-898326-26-7
- 16. Kalinina M. V., Dyuskin D. A., Myakin S. V., Kruchinina I. Yu., Shilova O. A. Comparative study of physicochemical properties of finely dispersed powders and ceramics in the systems CeO–SmO and CeO–NdO as electrolyte materials for medium temperature fuel cells // Ceramics. 2023. V. 6. N 2. P. 1210–1226.
- 17. Kalinina M. V., Polyakova I. G., Myakin S. V., Khanova T. V., Efimova L. N., Kruchinina I. Yu. Synthesis and study of electrolyte and electrode materials in the CeO–NdO and GdO–LaO–SrO–Ni(Co)O-s systems for medium-temperature fuel cells // Glass Phys. Chem. 2024. V. 50. N 1. P. 69–87.
- 18. Проскурина О. В., Соколова А. Н., Сироткин А. А., Абцев Р. Ш., Гусаров В. В. Роль условий соседнего личного водоизолятора в формировании нанокрысталлического BiFeO // Журн. неорган. химии. 2021. Т. 66. № 2. С. 160–167. ID 44494814. @@ Proskurina O. V., Sokolova A. N., Sirotkin A. A., Abiev R. Sh., Gusarov V. V. Rol' uslovii soosazhdeniya gidroksidov v formirovanii nanokristallicheskogo BiFeO // Zhurn. neorgan. khimii. 2021. T. 66. № 2. S. 160–167. ID 44494814.
- 19. Абцев Р. Ш., Проскурина О. В., Еникова М. О., Гусаров В. В. Влияние гидродинамических условий в микрореакторе со сталкивающимися струями на формирование наночастиц на основе сложных оксидов // Теорет. основы хим. технологии. 2021. Т. 55. № 1. С. 16–33. ID 44492507. @@ Abiev R. Sh., Proskurina O. V., Enikova M. O., Gusarov V. V. Vliyanie gidrodinamicheskikh uslovii v mikroreaktore so stalkivayushchimisya struyami na formirovanie nanochastits na osnove slozhnykh oksidov // Teoret. osnovy khim. tekhnologii. 2021. T. 55. № 1. S. 16–33. ID 44492507.
- 20. Абцев Р. Ш., Здрасков А. В., Кубрянова Ю. С., Александров А. А., Кузнецов С. В., Федоров П. П. Синтез наноразмерных частиц фторида кальция в микрореакторе с интенсивно закрученными потоками // Журн. неорган. химии. 2021. Т. 66. № 7. С. 929–934. ID 45794951. @@ Abiev R. Sh., Zdravkov A. V., Kudryashova Yu. S., Aleksandrov A. A., Kuznetsov S. V., Fedorov P. P. Sintez nanorazmernykh chastits ftorida kal'tsiya v mikroreaktore s intensivno zakruchennymi potokami // Zhurn. neorgan. khimii. 2021. T. 66. № 7. S. 929–934. ID 45794951.
- 21. Abiev R. S., Kudryashova A. K. Study of micromixing in a microreactor with counter-current intensively swirled flows // Theor. Found. Chem. Eng. 2024. V. 58. N 4. P. 1082–1097.
- 22. Duran P., Villegas M., Capel F., Recio P., Moure C. Low temperature sintering and microstructural development of nano scale Y-TZP ceramics // J. Eur. Ceram. Soc. 1996. V. 16. P. 945–952.
- 23. ГОСТ 473.4–81. Изделия химически стойкие и термостойкие керамические. Метод определения кажущейся плотности и кажущейся пористости. Государственный стандарт СССР. М.: Изд-во стандартов, 1981. 32 с. @@ GOST 473.4–81. Izdeliya khimicheski stoikie i termostoikie keramicheskie. Metod opredeleniya kazhushcheisya plotnosti i kazhushcheisya poristosti. Gosudarstvennyi standart SSSR. M.: Izd-vo standartov, 1981. 32 s.
- 24. Jud E., Gauckler L.-J. The effect of cobalt oxide addition on the conductivity of CeGdO // J. Electroceram. 2005. V. 15. P. 159–166.
- 25. Ярославцев И. Ю., Богданович Н. М., Вдовин Г. К., Демьяненко Т. А., Бронин Д. И., Неулова Л. А. Катоды на основе никелато-ферритов редкоземельных металлов, изготовленные с применением промышленного сырья для твердооксидных толщинных элементов // Электрохимия. 2014. Т. 50. № 6. С. 611–617. ID 21564503. @@ Yaroslavtsev I. Yu., Bogdanovich N. M., Vdovina G. K., Dem'yanenko T. A., Bronin D. I., Isupova L. A. Katody na osnove nikelato-ferritov redkozemel'nykh metallov, izgotovlennye s primeneniem promyshlennogo syr'ya dlya tverdooksidnykh toplivnykh elementov // Elektrokhimiya. 2014. T. 50. № 6. S. 611–617. ID 21564503.
