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: 20 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
  1. A. Presinger, K. Mereiter, W. Bronowska. Mater. Sci. Forum 166, 511 (1994)
  2. A.I. Baranov, V.P. Khiznichenko, V.A. Sandier, L.A. Shuvalov. Ferroelectrics 81, 1147 (1988)
  3. А.И. Баранов. Кристаллография 48, 6, 1081 (2003)
  4. J. Otomo, N. Minagawa, C.-J. Wen, K. Eguchi, H. Takahashi. Solid State Ion. 156, 357 (2003)
  5. T. Uda, D.A. Boysen, C.R.I. Chisholm, S.M. Haile. Electrochem. Solid State Lett. 9, A261 (2006)
  6. D.A. Boysen, T. Uda, C.R.I. Chisholm, S.M. Haile. Science 303, 68 (2004)
  7. V.G. Ponomareva, E.S. Shutova. Solid State Ion. 178, 729 (2007)
  8. A. Ikeda, S.M. Haile. Solid State Ion. 213, 63 (2012)
  9. T. Matsui, T. Kukino, R. Kikuchi, K. Eguchi. J. Electrochem. Soc. 153, 2, A339 (2006)
  10. В.Г. Пономарева, Е.С. Шутова, Г.В. Лаврова. Неорган. материалы 44, 9, 1131 (2008)
  11. В.Г. Пономарева, И.Н. Багрянцева. Неорган. материалы 48, 2, 231 (2012)
  12. В.Г. Пономарева, В.В. Марцинкевич, Ю.А. Чесалов. Электрохимия 47, 5, 645 (2011)
  13. V.V. Martsinkevich, V.G. Ponomareva. Solid State Ion. 225, 236 (2012)
  14. A. Ikeda, D.A. Kitchaev, S.M. Haile. J. Mater. Chem. A 2, 204 (2014)
  15. V.G. Ponomareva, G.V. Lavrova. J. Solid State Electrochem. 15, 213 (2011)
  16. В.Г. Пономарева, И.Н. Багрянцева, Е.С. Шутова. ФТТ 59, 1360 (2017)
  17. C.R.I. Chisholm, E.S. Toberer, M.W. Louie, S.M. Haile. Chem. Mater. 22, 1186 (2010)
  18. S.H. Bang, S. Chun, A. Highower. Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 1611, 159 (2014)
  19. M. Ogawa, K. Kuroda. Chem. Rev. 95, 399 (1995)
  20. M.O. Machado, A.M. Lazarin, C. Airoldi. J. Chem. Thermodyn. 38, 130 (2006)
  21. В.М. Агре, И.А. Кроль, В.К. Трунов, Г.М. Серебреникова. Кристаллография 21, 4, 722 (1976)
  22. PDF Card N 44-280
  23. A. Norbert, D.C.R. Andre. Seances Acad. Sci., Ser. C 270, 1718 (1970)
  24. В.А. Ефремов, В.К. Трунов, И.И. Мацичек, Э.Н. Гудиница, А.А. Факеев. ЖНХ 26, 3213 (1981)
  25. Атлас инфракрасных спектров фосфатов. Ортофосфаты / Под ред. И.В. Тананаева. Наука, М. (1981). 248 c
  26. B. Marchon, A. Novak. J. Chem. Phys. 78, 5, 2105 (1983)
  27. Р.Я. Мельникова, В.В. Печковский, Е.Д. Дзюба, И.Е. Малашонок. Атлас инфракрасных спектров фосфатов. Конденсированные фосфаты. Наука, М. (1985). 240 с
  28. G.V. Lavrova, E.B. Burgina, A.A. Matvienko, V.G. Ponomareva. Solid State Ion. 177, 1117 (2006)
  29. T. Tezuka, K. Tadanaga, A. Hayashi, M. Tatsumisago. Solid State Ion. 177, 2463 (2006)
  30. T. Matsui, T. Kukino, R. Kikuchi, K. Eguchi. Electrochem. Solid-State Lett. 8, 5. A256 (2005)
  31. T. Matsui, H. Muroyama, R. Kikuchi, K. Eguchi. J. Jpn Petrol. Inst. 53, 1 (2010)
  32. Н.Ф. Уваров. Композиционные твердые электролиты. Изд-во СО РАН, Новосибирск. (2008). 258 c
  33. А.Б. Ярославцев. Успехи химии 78, 1094 (2009)
  34. 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.