Он имеет большую проводимость и меньший коэффициент теплового расширения
Химики Уральского федерального университета (УрФУ, Екатеринбург) и Института высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской академии наук вместе с коллегами из Греции предложили новые материалы для катодов твердооксидных топливных элементов.
Ученые заменили часть атомов железа в составе Nd0.5Ba0.5FeO3−δ на кобальт, одновременно увеличив проводимость и снизив тепловое расширение материала. Материалы исследования опубликованы в журнале Dalton Transactions.
Для улучшения проводимости через изменение количества дефектов в качестве отправной точки исследования ученые взяли смешанный феррит ниодима и бария Nd0.5Ba0.5FeO3−δ, где «не хватает» кислорода.
Для замены части железа в исходный материал добавляли кобальт (Со), медь (Cu) и никель (Ni). Сложные оксиды получили путем испарения растворов и прокаливания твердого остатка при температуре в 700 градусов Цельсия. Термическое расширение у всех смешанных материалов оказалось слабее, чем у исходного Nd0.5Ba0.5FeO3−δ., «впускающего» в себя до десяти процентов допирующих металлов. Для улучшения теплового расширения лучше всего подошел материал с медью, а в случае с ионной проводимостью лучшим оказался «кобальтовый».
Группа ученых УрФУ и ИВТЭ УроРАН, используя кобальт, достигла баланса между хорошими проводящими свойствами и отсутствия теплового расширения.
