Издателям
Вышедшие номера
Протонная проводимость, структурные и термические свойства (1-x)CsH2PO4-xBa(H2PO4)2
Пономарева В.Г.1,2, Багрянцева И.Н.1,2
1Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, Новосибирск, Россия
2Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия
Email: ponomareva@solid.nsc.ru
Поступила в редакцию: 28 февраля 2017 г.
Выставление онлайн: 21 августа 2017 г.

С целью создания высокопроводящих протонных электролитов в среднетемпературной области впервые исследованы структурные, электротранспортные и термодинамические свойства системы (1-x)CsH2PO4-xBa(H2PO4)2 в широкой области составов (x=0.1-0.4). При x=0-0.1 наблюдалось образование разупорядоченных твердых растворов замещения, изоструктурных CsH2PO4 (P21/m), с уменьшением параметров элементарной ячейки и значительным ростом протонной проводимости вследствие образования вакантных позиций в подрешетке цезия и ослабления системы водородных связей. При x=0.15-0.4 образуются гетерофазные высокопроводящие системы, демонстрирующие высокие значения протонной проводимости ~10-2 S/cm при x=0.15-0.2, стабильные при длительных изотермических выдержках и низкой влажности (T~200-210oC, RH~15%). Фазовый переход исчезает, энергия активации проводимости снижается от 0.9 до 0.55 eV при x=0.2. Проводимость высокотемпературной фазы не изменяется с ростом доли Ba(H2PO4)2 до x=0.2. Обсуждаются механизмы переноса протонов. Показано, что при x>0.10 возрастает вклад в проводимость протонов молекул воды, адсорбированной на границе раздела фаз композитных систем. Работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ (проект N 15-08-08961). DOI: 10.21883/FTT.2017.09.44855.058
  • A. Presinger, K. Mereiter, W. Bronowska. Mater. Sci. Forum 166, 511 (1994)
  • A.I. Baranov, V.P. Khiznichenko, V.A. Sandier, L.A. Shuvalov. Ferroelectrics 81, 1147 (1988)
  • А.И. Баранов. Кристаллография 48, 6, 1081 (2003)
  • J. Otomo, N. Minagawa, C.-J. Wen, K. Eguchi, H. Takahashi. Solid State Ion. 156, 357 (2003)
  • T. Uda, D.A. Boysen, C.R.I. Chisholm, S.M. Haile. Electrochem. Solid State Lett. 9, A261 (2006)
  • D.A. Boysen, T. Uda, C.R.I. Chisholm, S.M. Haile. Science 303, 68 (2004)
  • V.G. Ponomareva, E.S. Shutova. Solid State Ion. 178, 729 (2007)
  • A. Ikeda, S.M. Haile. Solid State Ion. 213, 63 (2012)
  • T. Matsui, T. Kukino, R. Kikuchi, K. Eguchi. J. Electrochem. Soc. 153, 2, A339 (2006)
  • В.Г. Пономарева, Е.С. Шутова, Г.В. Лаврова. Неорган. материалы 44, 9, 1131 (2008)
  • В.Г. Пономарева, И.Н. Багрянцева. Неорган. материалы 48, 2, 231 (2012)
  • В.Г. Пономарева, В.В. Марцинкевич, Ю.А. Чесалов. Электрохимия 47, 5, 645 (2011)
  • V.V. Martsinkevich, V.G. Ponomareva. Solid State Ion. 225, 236 (2012)
  • A. Ikeda, D.A. Kitchaev, S.M. Haile. J. Mater. Chem. A 2, 204 (2014)
  • V.G. Ponomareva, G.V. Lavrova. J. Solid State Electrochem. 15, 213 (2011)
  • В.Г. Пономарева, И.Н. Багрянцева, Е.С. Шутова. ФТТ 59, 1360 (2017)
  • C.R.I. Chisholm, E.S. Toberer, M.W. Louie, S.M. Haile. Chem. Mater. 22, 1186 (2010)
  • S.H. Bang, S. Chun, A. Highower. Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 1611, 159 (2014)
  • M. Ogawa, K. Kuroda. Chem. Rev. 95, 399 (1995)
  • M.O. Machado, A.M. Lazarin, C. Airoldi. J. Chem. Thermodyn. 38, 130 (2006)
  • В.М. Агре, И.А. Кроль, В.К. Трунов, Г.М. Серебреникова. Кристаллография 21, 4, 722 (1976)
  • PDF Card N 44-280
  • A. Norbert, D.C.R. Andre. Seances Acad. Sci., Ser. C 270, 1718 (1970)
  • В.А. Ефремов, В.К. Трунов, И.И. Мацичек, Э.Н. Гудиница, А.А. Факеев. ЖНХ 26, 3213 (1981)
  • Атлас инфракрасных спектров фосфатов. Ортофосфаты / Под ред. И.В. Тананаева. Наука, М. (1981). 248 c
  • B. Marchon, A. Novak. J. Chem. Phys. 78, 5, 2105 (1983)
  • Р.Я. Мельникова, В.В. Печковский, Е.Д. Дзюба, И.Е. Малашонок. Атлас инфракрасных спектров фосфатов. Конденсированные фосфаты. Наука, М. (1985). 240 с
  • G.V. Lavrova, E.B. Burgina, A.A. Matvienko, V.G. Ponomareva. Solid State Ion. 177, 1117 (2006)
  • T. Tezuka, K. Tadanaga, A. Hayashi, M. Tatsumisago. Solid State Ion. 177, 2463 (2006)
  • T. Matsui, T. Kukino, R. Kikuchi, K. Eguchi. Electrochem. Solid-State Lett. 8, 5. A256 (2005)
  • T. Matsui, H. Muroyama, R. Kikuchi, K. Eguchi. J. Jpn Petrol. Inst. 53, 1 (2010)
  • Н.Ф. Уваров. Композиционные твердые электролиты. Изд-во СО РАН, Новосибирск. (2008). 258 c
  • А.Б. Ярославцев. Успехи химии 78, 1094 (2009)
  • В.Г. Пономарева. В кн.: Мембраны и мембранные технологии / Под ред. А.Б. Ярославцева. Научный мир, М. (2013). С. 169
  • Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

    Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.