ТРАНСПОРТ КИСЛОРОДА В ОБЪЕМЕ КАТИОН-ЗАМЕЩЕННЫХ ФЕРРИТОВ БАРИЯ BaFe_1–x(CeY)_xO_3–δ

Свищ И.В.^(1,2), Ходимчук А.В.^(1,2), Гордеев Е.В.^(1,2), Поротникова Н.М.⁽²⁾

⁽¹⁾ Уральский федеральный университет

620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 19

⁽²⁾ Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН

620137, г. Екатеринбург, ул. Академическая, д. 20

Перспективными и высокоэффективными электродными материалами для
H-SOFC являются церий- и иттрий-допированные сложные оксиды на основе BaFeO_3–δ. Частичное замещение железа в ферритах бария на катионы Y³⁺ и Ce⁴⁺ способствует формированию смешанной протонной, кислород-ионной и электронной проводимости. Однако, появление протонной проводимости, за счет введения церия в оксидную систему, может приводить к ухудшению O^2–/e^– транспорта в материале. Поэтому цель настоящей работы – исследование объемного транспорта кислорода в катион-замещенных сложных оксидах
BaFe_1–x(CeY)_xO_3–δ.

Методом релаксации давления кислорода изучали диффузию кислорода в объеме оксидов BaFe_0.9Ce_0.1O_3–δ, BaFe_0.9Y_0.1O_3–δ, BaFe_0.8Ce_0.1Y_0.1O_3–δ в интервалах температур 600–800 ℃ и давлений кислорода 1–35 мбар. По модели Крэнка рассчитаны химические коэффициенты диффузии кислорода (Dᵟ) (см. рисунок).

Температурные зависимости химического коэффициента диффузии кислорода (Dᵟ) для оксидов BaFe_0.9Ce_0.1O_3–δ, BaFe_0.9Y_0.1O_3–δ и BaFe_0.8Ce_0.1Y_0.1O_3–δ при pO₂ = 3 мбар

Обнаружено, что объёмная диффузия кислорода увеличивается в ряду оксидов BaFe_0.9Ce_0.1O_3–δ → BaFe_0.8Ce_0.1Y_0.1O_3–δ → BaFe_0.9Y_0.1O_3–δ. В настоящем исследовании обсуждается влияние катионного состава материала на величины коэффициентов диффузии кислорода и механизм транспорта кислорода в объеме исследованных сложных оксидов.