Новости

  • 10/10/2022: Содержательный обзор ‘Layered and hexagonal perovskites as novel classes of proton-conducting solid electrolytes. A focus review’ недавно был опубликован в первом выпуске журнала Electrochemical Materials and Technologies. В данной статье обсуждаются новые классы протонпроводящих твердых электролитов: проанализированы и обобщены физико-химические и транспортные свойства слоистых перовскитов и гексагональных перовскитов. На основании проведенного анализа выделены наиболее перспективные композиции среди рассмотренных фаз и предложены эффективные подходы, направленные на улучшение их функциональных характеристик.

► DOI: https://doi.org/10.15726/elmattech.2022.1.004
► ResearchGate: https://www.researchgate.net/publication/364307135

EMT_ga

  • 29/09/2022: Новая работа, посвященная кислород-ионному и протонному переносу (ионная проводимость и подвижность) в слоистых перовскитах на основе BaLa2In2O7, допированных щелочноземельными металлами (Sr2+, Ba2+), была опубликована в журнале Inorganics (IF=3.149). В статье ‘Oxygen Ion and Proton Transport in Alkali-Earth Doped Layered Perovskites Based on BaLa2In2O7’ были продробно исследованы электрические характеристики материалов заявленного состава. Установлено, характер проводимости исследованных материалов смешанный кислородно-дырочный в условиях сухого воздуха, несмотря на природу допанта. Замещение приводит к увеличению значений проводимости до ~1.5 порядка. Слоистые перовскиты со структурой Раддлсдена-Поппера, содержащие два слоя перовскитных блоков, являются перспективными протонпроводящими материалами и актуальны дальнейшие материаловедческие поиски среди этого класса материалов.

Ознакомиться с работой можно по следующим ссылкам:

► DOI: https://doi.org/10.3390/inorganics10100161.

► ResearchGate: https://www.researchgate.net/publication/364226246.

I_ga_1

  • 27/09/2022: В журнале Materials (IF= 3.748) была опубликована статья ‘Advanced Proton-Conducting Ceramics Based on Layered Perovskite BaLaInO4 for Energy Conversion Technologies and Devices’. В работе впервые получена фаза, допированная неодимом, на основе слоистого перовскита BaLaInO4. Доказана способность полученных фаз к интеркаляции воды и переносу протонов. Показано, что состав BaLa0.9Nd0.1InO4 является преобладающим проводником протонов ниже 400 °С во влажном воздухе. Показано, что изовалентное замещение слоистых перовскитов AA’BO4 является перспективным методом улучшения транспортных свойств и получения новых перспективных протонпроводящих керамических материалов.

Ознакомиться с работой можно по следующим ссылкам:

► DOI: https://doi.org/10.3390/ma15196841.

M_ga_1

  • 13/09/2022: В журнале Journal of Alloys and Compounds (IF = 6.371) опубликована новая работа сотрудников лабораторий электрохимических устройств на твердооксидных протонных электролитах (ИВТЭ УрО РАН) и водородной энергетики (УрФУ, https://hti.urfu.ru/ru/institut-vodorodnoi-ehnergetiki). Эта статья посвящена малоизученному классу фаз семейства Раддлесдена-Поппера на основе станната бария. Помимо перовскита BaSnO3 в системе BaO – SnO2 формируется слоистая структура Ba2SnO4, которую успешно получили и аттестовали в рамках этого исследования. Оказалось, что такой станнат может быть относительно легко получен с применением твердофазного метода синтеза, однако он является химически неустойчивым при контакте с окружающей атмосферой, поскольку Ba2SnOпостепенно разлагается на составляющие оксиды. Допирование лантаном, взятым в качестве донорной примеси, позволяет несколько повысить химическую устойчивость базового оксида, хотя не может полностью ингибировать химическое разложение. Для свежеприготовленного Ba2SnO4 исследован электроперенос: электронная проводимость доминирует как в окислительных, так и в восстановительных атмосферах, а ионная проводимость пренебрежимо мала (не более 10–5 См см–1 при 900°С). Несмотря на отмеченные недостатки, данная работа является отправной точкой для последующего изучения таких фаз как с фундаментальной, так и прикладной точек зрения.

Ознакомиться с работой можно по следующим ссылкам:

► DOI: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2022.167170.

► ResearchGate: https://www.researchgate.net/publication/363503496.

JAC_in press

  • 05/09/2022: В журнале открытого доступа Materials (IF = 3.748) опубликована новая работа, выполненная молодыми учеными ИВТЭ и УрФУ. Статья Modernized Synthesis Technique of Pr2NiO4+δ-Based Complex Oxides Using Low-Temperature Salt Melts описывает простой и удобный метод синтеза сложных оксидов со слоистой структурой на основе никелитов лантанидов. Этот метод  заключается в гомогенизации компонентов на молекулярном уровне при совместном расплавлении необходимых нитратов, который способствует получению однофазного продукта при очень умеренных температурах синтеза (не превышающих 1050 °С). В статье показана перспективность такого подхода по сравнению с широко применяющимися подходами (твердофазный метод, цитрат-нитратное сжигание) к синтезу подобных оксидных композиций.

Ознакомиться с работой можно по следующим ссылкам:

► DOI: https://doi.org/10.3390/ma15176148 (https://www.mdpi.com/1996-1944/15/17/6148).

► ResearchGate: https://www.researchgate.net/publication/363271390.

GA_materials

  • 29/08/2022: Сотрудниками лаборатории совместно с коллегами УрФУ подготовлена новая статья “Comparing the luminescence properties of ZnAl2O4 synthesized by citrate-nitrate auto-combustion and solid-state synthesis routes”, которая принята к публикации в журнале Ceramics International (IF=5.532). Статья посвящена синтезу сложнооксидных соединений на основе алюмината цинка и изучению их люминесцентных характеристик. В работе не только установлены взаимосвязи между функциональными свойствами и предысторией получения таких алюминатов, но и получены дозиметрические зависимости в широком интервале доз ионизирующего излучения от 0.05 до 60 Гр.

Ознакомиться с работой можно по следующим ссылкам:

► DOI: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.08.277.

► ResearchGate: https://www.researchgate.net/publication/363077500.

CerInt_in press

  • 22/08/2022: Коллективом лаборатории подготовлена статья “Novel mixed oxygen-electronic conductors based on BaLa2In2O7 with two-layer Ruddlesden-Popper structure”, которая опубликована в журнале Ceramics International (IF=5.532). Работа посвящена получению и физико-химической аттестации новых слоистых перовскитов, которые демонстрируют высокий смешанный ионно-электронный перенос, формирующийся при акцепторном или донорном допировании. 

Ознакомиться с работой можно по следующим ссылкам:

► DOI: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.08.139.

► ResearchGate: https://www.researchgate.net/publication/362866919.

  • 16/08/2022: Поздравляем аспирантов Анну Владимировну Касьянову, Лиану Раисовну Тарутину и Артема Павловича Тарутина с назначением им стипендий Правительства Российской Федерации на 2022/23 учебный год! Новых побед!
  • 10/08/2022: Поздравляем аспирантов Анну Владимировну Касьянову и Артема Павловича Тарутина с назначением им стипендий Президента Российской Федерации на 2022/23 учебный год! Так держать!
  • 12/07/2022: В журнале Chimica Techno Acta вышла статья ‘Phosphorus-doped protonic conductors based on BaLanInnO3n+1 (n = 1, 2): applying oxyanion doping strategy to the layered perovskite structure’. В этой работе впервые был распространен подход оксоанионного допирования на протонпроводящие слоистые перовскиты для улучшения их транспортных характеристик. Получены фосфор-замещенные протонные проводники на основе BaLanInnO3n+1 (n = 1, 2) и детально исследована их электропроводность. Установлено, что допирование фосфором приводит к увеличению значений электропроводности на ~0.7 порядка.

Ознакомиться с работой можно по следующим ссылкам:

► DOI: https://doi.org/10.15826/chimtech.2022.9.4.05.

► ResearchGate: https://www.researchgate.net/publication/362289341.

CTA_GA_1

  • 02/07/2022: В самом рейтинговом журнале по керамическому направлению, Journal of Advanced Ceramics (IF = 11.534), вышла статья “High-temperature transport properties of BaSn1−xScxO3−δ ceramic materials as promising electrolytes for protonic ceramic fuel cells”. Работа посвящена изучению транспортных свойств новых протонных электролитов на основе Sc-допированного станната бария. Представленные в работе данные являются весьма интересными. В частности, впервые проведены измерения общей проводимости недопированного станната бария в зависимости от парциального давления кислорода, а также представлены доводы некорректного измерения ионной проводимости подобных объектов, которые были выполнены другими научными группами.

Ознакомиться с работой можно по следующим ссылкам:

► DOI: https://doi.org/10.1007/s40145-022-0599-x (https://rdcu.be/cQR48).

► ResearchGate: https://www.researchgate.net/publication/361306563.

Graphical-abstract_JAC

  • 09/06/2022: В журнале Nanomaterials (IF = 5.719) вышла новая обзорная работа ‘Recent progress in the design, characterisation and application of LaAlO3– and LaGaO3-based solid oxide fuel cell electrolytes’. Она посвящена широко изучаемым оксидным электролитам со структурой перовскита, семействам алюмината лантана (LaAlO3) и галлата лантана (LaGaO3). Несмотря на тот факт, что галлаты считаются одними из наиболее высокопроводящих кислородионных электролитов для применения в твердооксидных топливных элементах, свежих обзорных работ по ним нет. Авторы постарались решить эту проблему, описав последние достижения в области синтеза, функциональных свойств и перспектив применения таких перовскитов. Работа находится в открытом доступе по следующей ссылке: https://doi.org/10.3390/nano12121991.

► ResearchGate: https://www.researchgate.net/publication/361190253.

Graphical abstract

  • 02/06/2022: Коллектив российских исследователей с участием ИВТЭ УрО РАН и УрФУ им. Б.Н. Ельцина, а также МГУ (Москва, Россия); СамГТУ, МНИЦТМ, СФ ФИАН, СамГМУ (Самара, Россия ); ИПХФ РАН (Черноголовка, Россия); ИХТТМ СО РАН (Новосибирск, Россия); НИЦ «Курчатовский институт (Москва, Россия); ФИЦ КНЦ РАН (Апатиты, Россия) опубликовал статью ’Mechanism of Conductivity in the Rare Earth Layered Ln2MoO6 (Ln = La, Pr, and Nd) Oxymolybdates: Theoretical and Experimental Investigations’ (https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.2c01837) в журнале Journal of Physical Chemistry C (IF=4.177). В работе были исследованы электрические свойства поликристаллических оксимолибдатов редкоземельных элементов Ln2MoO6 (Ln = La, Pr, and Nd) теоретическими и экспериментальными методами.

JPCC_2022_ga

  • 31/05/2022: Группой сенсорики в журнале Journal of The Electrochemical Society (IF = 4.386) опубликована новая работа, в которой рассматриваются возможности применения сенсоров на основе классических электролитов YSZ для задач определения коэффициентов взаимной диффузии водорода в различных инертных газах. Широкий выбор газовых атмосфер (как по компонентному составу, так и по их концентрациям) позволил выявить общие закономерности, а также подтвердить качественные соответствия полученных результатов с литературными данными. К работе можно обратиться, используя следующую ссылку: https://doi.org/10.1149/1945-7111/ac725d.

ResearchGate: https://www.researchgate.net/publication/360798908.

Figure_sensor_JES

  • 30/05/2022Цирконат лантана (La2Zr2O7) был изучен в качестве нового нетоксичного аллопластического материала для имплантатов. Результаты исследования опубликованы в работе ‘Ceramic materials based on lanthanum zirconate for the bone augmentation purposes: materials science approach’ (журнал Chimica Techno Actahttps://doi.org/10.15826/chimtech.2022.9.2.09). Получены керамические материалы на основе матричного La2Zr2O7 и допированного щелочноземельными металлами (Ca, Sr). Определены основные физико-химические характеристики керамических материалов. Установлено влияние метода синтеза и природы допанта на целевые характеристики потенциальных аллотрансплантатов.
  • 12/05/2022В журнале Materials также вышла статья «Layered Perovskites BaM2In2O7 (M = La, Nd): From the Structure to the Ionic (O2−, H+) Conductivity». В этом исследовании авторы сосредоточились на новом материале со значительно улучшенными свойствами для электрохимических целей. Впервые в качестве протонного проводника исследован двухслойный перовскит BaNd2In2O7 со структурой Раддлсдена–Поппера. Подробно были изучены его локальная структура, водопоглощение и ионная (O2−, H+) проводимость. Выявлена природа редкоземельных элементов (M = La, Nd) в структуре BaM2In2O7 на структурно-транспортные свойства. Представленный анализ показал, что состав BaNd2In2O7 является почти чистым проводником протонов ниже 350 °C. Эта работа открывает новый путь в конструировании протонных проводников с двухслойной структурой перовскита.
    Статья доступна по ссылкам:

► Doi: https://doi.org/10.3390/ma15103488
► ResearchGate: https://www.researchgate.net/publication/360548595

Materials_2_2022_ga

  • 12/05/2022В журнале Materials (IF = 3.748) были опубликованы две статьи. В первой из них  проведен синтез новых перовскитов на основе никелатов празеодима (PrNiO3), а также исследованы их функциональные свойства как электродов твердооксидных топливных элементов. C работой можно ознакомиться по следующей ссылке: https://doi.org/10.3390/ma15062166 (ResearchGate: https://www.researchgate.net/publication/359236099). Вторая работа посвящена исследованию особенностей гидратации и  протонного переноса новых слоистых фаз на основе BaM2In2O7 (M = La, Nd). Эта работа доступна по ссылке: https://doi.org/10.3390/ma15103488. (ResearchGate: https://www.researchgate.net/publication/360548595).
  • 07/05/2022В журнале International Journal of Hydrogen Energy (IF = 7.139) опубликовано исследование «Novel proton-conducting layered perovskite based on BaLaInO4 with two different cations in B-sublattice: Synthesis, hydration, ionic (O2−, H+) conductivity», сосредоточенное на материале со улучшенными свойствами для применения в области водородной энергетики. Впервые получен новый сложный оксид BaLaIn0.5Y0.5O4 со слоистой структурой перовскита. Доказано, что введение ионов Y3+ в перовскитный слой BaLaInO4 приводит: 1) к повышению кислородно-ионной проводимости за счет увеличения подвижности ионов кислорода в результате расширения объема ячейки и 2) к усилению протонной проводимости за счет увеличения концентрации и подвижности протонов.
    С работой можно ознакомиться по ссылкам:

► Doi: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.04.112
► ResearchGate: https://www.researchgate.net/publication/360451384

IJHE_2022

  • 14/04/2022Впервые в качестве протонного проводника исследован двухслойный перовскит BaLa2In2O7 со структурой Раддлсдена–Поппера. Результаты исследования опубликованы в работе «Protonic Transport in Layered Perovskites BaLanInnO3n+1 (n = 1, 2) with Ruddlesden-Popper Structure» (журнал Applied Sciences, IF=2.838). Исследована роль увеличения количества блоков перовскита в слоистой структуре на ионный транспорт. Показано, что слоистые перовскиты BaLanInnO3n+1 (n = 1, 2) демонстрируют почти чистую протонную проводимость ниже 350 °C
    Работа доступна по ссылкам:

► Doi: https://doi.org/10.3390/app12084082
► ResearchGate: https://www.researchgate.net/publication/360044186

ASs_2022_ga

  • 27/03/2022Влияние изо- и гетеровалентного содопирования на процессы гидратации в фазах с блочно-слоевой структурой Раддлсдена-Поппера BaLaInO4 было опубликовано в журнале Russian Journal of Physical Chemistry A (IF=0.791). В рамках работы ’Effect of Simultaneous Iso- and Heterovalent Doping on the Hydration and State of Oxygen–Hydrogen Groups in Block-Layer Complex Oxides Ba1+xLa1−xIn0.5Y0.5O4−0.5x’ впервые были получены сложные оксиды заявленного состава, а также детально исследованы ‘процессы гидратации. Установлено, что образцы способны к диссоциативному поглощению воды из газовой фазы, а энергетически неэквивалентные ОН-группы являются единственной формой кислородно-водородных группировок. Показано, что совместное изо- и гетеровалентное замещение катионных подрешеток существенно повышает концентрацию протонов в структуре гидратированных образцов, что может способствовать достижению протонного переноса. Ссылки на публикацию:

► Doi: https://doi.org/10.1134/S0036024422030232
► ResearchGate: https://www.researchgate.net/publication/359538250

  • 10/03/2022: В журнале Applied Sciencies (IF = 2.838) опубликована работа ‘Proton conductivity of La2(Hf2–xLax)O7–x/2 “stuffed” pyrochlores’ (https://doi.org/10.3390/app12094342), подготовленная вместе с коллегами из ФИЦ ХФ им. Н.Н. Семёнова РАН, Института общей и неорганической химии имени Н. С. Курнакова РАН, Института Проблем Химической Физики РАН, Национального исследовательского университета “Высшая школа экономики” и Химического факультета МГУ. В работе проведен синтез новых сложных оксидов на основе гафната лантана, а также изучены их электротранспортные свойства как кислородионных и протонных проводников.

ResearchGate: https://www.researchgate.net/publication/360192085.

  • 19/02/2022В журнале Ceramics International (IF=5.532) опубликована статья ’Novel mid-temperature Y3+ → In3+ doped proton conductors based on the layered perovskite BaLaInO4’. В работе экспериментально исследована возможность изовалентного замещения в In-подрешетке слоистого перовскита BaLaInO4. Установлено, что, как и базовый состав, замещенные образцы BaLaIn1–xYxO4 являются почти чистыми (∼95%) протонными проводниками в условиях влажного воздуха при температуре ниже 400 °C. С работой можно ознакомиться по ссылке: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.02.102 (doi), https://www.researchgate.net/publication/358725073 (ResearchGate).

CI_2020_ga

  • 17/02/2022Сотрудниками лаборатории в международной коллаборации подготовлена и опубликована обзорная работа ‘Electrochemistry and energy conversion features of protonic ceramic cells with mixed ionic-electronic electrolytes’ в одном из самых рейтинговых журналов по энергетике, Energy & Environmental Science (IF = 39.714). В этом обзоре обобщена существующая информация об электронном транспорте в протонпроводящих электролитах, который может негативно повлиять на производительность и фарадеевскую эффективность протонных керамических электрохимических устройств. Наряду с подробным описанием причин возникновения и особенностей электронной проводимости n- и p-типа в обзоре предлагаются возможные пути их минимизации для предотвращения электронной утечки в электрохимических ячейках.

Ссылки:

► Статья: https://doi.org/10.1039/D1EE03109K

► Researchgate page: https://www.researchgate.net/publication/356085592

► Ural Federal University: https://urfu.ru/en

► Shenzhen University: https://en.szu.edu.cn

► Nanjing Tech University: http://en.njtech.edu.cn

► Curtin University: https://www.curtin.edu.au

GA_EES

  • 24/01/2022В недавно опубликованной (журнал Applied Sciences, IF = 2.838) работе «Crystal Structure, Electrical Conductivity and Hydration of the Novel Oxygen-Deficient Perovskite La2ScZnO5.5, Doped with MgO and CaO» показана возможность создания дефицита кислорода в перовскитах А+3В+3О3, путем введения в В-подрешетку двух типов катионов с разным зарядом. Для этого предлагается ввести двухзарядный катион, например Zn2+, а в качестве матричного состава используется LaScO3. В ходе работы были синтезированы кислород-дефицитные перовскит La2ScZnO5.5 и замещенные фазы (La1.9Ca0.1ScZnO5.45, La2Sc0.9Ca0.1ZnO5.45 и La2Sc0.9Mg0.1ZnO5.45), а также исследованы их транспортные свойства.
    Работа доступна онлайн: https://doi.org/10.3390/app12031181. ResearchGate: https://www.researchgate.net/publication/358121697.
  • 11/01/2022В журнале Journal of the American Ceramic Society (IF = 4.186) принята к публикации очередная статья “Barium‐doped Sr2Fe1.5Mo0.5O6–δ perovskite anode materials for protonic ceramic fuel cells for ethane conversion”, которая посвящена поиску новых редокс-устойчивых электродных материалов, способных функционировать как на воздухе, так и в атмосферах водорода или углеродсодержащих топлив. С этой точки зрения, за основу был взят один из наиболее изучаемых феррито-молибдатов (со структурой двойного перовскита) и затем его состав модифицировали путем частичного замещения стронция на барий, Sr2–xBaxFe1.5Mo0.5O6–δ.

Ознакомиться с работой можно по следующим ссылкам:

https://doi.org/10.1111/jace.18329 (сама работа)

https://twitter.com/DmitryMedv/status/1479698322440998915 (Twitter)

https://www.researchgate.net/publication/357667570 (ResearchGate)

JACS_2_DM

  • 11/01/2022В журнале Journal of the American Ceramic Society (IF = 4.186) опубликована статья “Enhanced transport properties of Sn‐substituted proton‐conducting BaZr0.8Sc0.2O3–δ ceramic materials” в финальной версии: https://doi.org/10.1111/jace.18224. Информация об этой работе была указана еще в прошлом году (см. архив новостей).
  • 10/01/2022Свежая обзорная статья «Materials AIILnInO4 with ruddlesden-popper structure for electrochemical applications: Relationship between ion (oxygen-ion, proton) conductivity, water uptake, and structural changes» была опубликована в журнале Materials (IF = 3.748). Слоистые перовскиты AIILnInO4, описанные в работе, представляют собой новый и перспективный класс функциональных материалов с широким спектром практического применения. В работе приведены основные области применений, а также подробно обсуждены электрические свойства этих фаз. Показано, что матричные и допированные слоистые перовскиты состава BaNdInO4, SrLaInO4 и BaLaInO4 демонстрируют смешанный дырочно-ионный характер проводимости в сухом воздухе. А акцепторное и донорное легирование приводит к значительному увеличению (до ~1.5–2 порядков) проводимости. Такие фазы в ближайшем будущем могут найти применение в различных электрохимических устройствах.
    Со статьей можно ознакомиться по следующим ссылкам:

https://doi.org/10.3390/ma15010114 (DOI)
https://www.researchgate.net/publication/358725073 (ResearchGate)

Materials_2022_ga

  • 10/01/2022: Под занавес уходящего года в журнале Materials (IF = 3.748) принят обзор “Layered Oxygen-Deficient Double Perovskites as Promising Cathode Materials for Solid Oxide Fuel Cells”, который написан заведующим лаборатории в коллаборации с коллегами из Республики Беларусь и Польши. Данный обзор отражает последние тенденции в области дизайна кислород-дефицитных фаз со структурой двойного перовскита и возможности их применения в твердооксидных топливных элементах.

Ознакомиться с работой можно по следующим ссылкам:

► https://doi.org/10.3390/ma15010141 (сама работа на издательстве MDPI, размещена в открытом доступе)

► https://twitter.com/DmitryMedv/status/1475682690116554758 (Twitter)

https://www.researchgate.net/publication/357323824 (ResearchGate)

M_2020_LP

 

Архив новостей

Новости о деятельности лаборатории в региональных и федеральных СМИ