Кисень провідні матеріали на основі стабілізованого оксиду цирконію для середніх температур (500-600°С)

Дослідження умов синтезу, фрактальної структури і кристалічних особливостей матеріалів на основі стабілізованого диоксиду цирконію.

Області застосування

Високотемпературні паливні комірки, кисневі сенсори.

Короткий опис

Синтезована кисеньпровідна кераміка на основі полікристалічного стабілізованого оксиду цирконію, яка демонструє в області середніх температур (480°С) високу провідність зерен кераміки (6-9)10^-4 Ом^-1см^-1, високу загальну провідність (5-7)10^-4 Ом^-1см^-1 і низьку електронну провідність (<10^-7 Ом^-1см^-1) в широкому діапазоні парціальних тисків кисню (10 ^-20… 1). Розроблена кераміка характеризується високою структурною стабільністю в часі та при підвищеній температурі. Синтезовані слабоагломеровані наночастки стабілізованого оксиду цирконію осадженням з водних та неводних розчинів. Досліджені оптимальні режими спікання кераміки.

Очікувані властивості

Розробка технології одержання слабоагломерованих наночасток та електродних і електролітних матеріалів на основі оксиду цирконію, стабілізованого складними оксидами на основі ітрію, скандію, заліза та церію, зі структурою кубічного флюориту з високим рівнем кисневої провідності в області середніх температур (500-600°С)

Переваги

Досліджена природа стабілізації кубічної структури флюориту на основі стабілізованого оксиду цирконію при використанні складних добавок (Y₂O₃-Fe₂O₃, Y₂O₃-CeO₂, Sc₂O₃-Fe₂O₃, Sc₂O₃-CeO₂). Показано, що легована скандієм кераміка відрізняється високою йонною провідністю границь зерен. Досліджена електронна провідність при високій температурі (500-700°С) у відновній атмосфері (парціальний тиск кисню 10-20 … 1).

Конкуренти

Siemens Westinghouse Power Corp.,
Global Thermoelectric,
Argonne National Laboratory (ANL)

Стан розробки

Розроблена технологія одержання слабоагломерованих наночасток та кераміки стабілізованого оксиду цирконію з високим рівнем кисневої провідності в області середніх температур (500-600°С).

Інтелектуальна власність

А. Г. Білоус, Е. В. Пашкова, К. В. Кравчик, О. И. В’юнов. Керамічний кисеньпровідний матеріал на основі диоксиду цирконію // Патент України на корисну модель № 9420 від 15.09.2005р.

І.О. Слободянюк, І.А. Русецький, Г.Я. Колбасов, С.Д. Кобилянська, А.Г. Білоус. Фотоелектрохімічний елемент для виділення водню з Li провідною мембраною / Патент України на корисну модель № 73554 від 25.09.2012 р.

Контактна інформація

Виконавець: Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І.Вернадського НАН України

Проект №31 «Електролітні та електродні матеріали для низькотемпературної (600°С) паливної комірки на основі оксиду цирконію, стабілізованого комплексними скандійвмісними добавками»

Контактна особа:

Teл. +38044 4242211

Е-mail: belous@ionc.kiev.ua