.png)
.png)
Послать статью по эл. почте 
Твердотельные протонпроводящие мембраны на основе полисурьмяной кислоты
https://doi.org/10.17073/1683-4518-2022-2-45-50
Аннотация
Методом холодного изостатического прессования с добавкой инертной полимерной связки получены твердотельные протонпроводящие мембраны на основе полисурьмяной кислоты (ПСК). Порошокпрекурсор ПСК получали методами твердофазного синтеза и постадийного водного гидролиза пентахлорида сурьмы. Результаты рентгенофазового анализа (РФА) показали, что при гидролизе образуется кристаллическая ПСК со структурой пирохлора, в то время как состав порошка, полученного твердофазным синтезом, отвечает антимонату натрия со структурой ильменита. В интервале 293‒453 K установлена линейная зависимость логарифма проводимости мембран на основе ПСК от обратной температуры на воздухе. На основе данных РФА и проводимости установлено, что полученные твердотельные мембраны на основе ПСК являются перспективными протонными проводниками с проводимостью порядка 10‒4 См/м и энергией активации проводимости 0,395 эВ.
Об авторах
О. Ю. КураповаРоссия
Кандидат химических наук.
Санкт-ПетербургА. А. Зарипов
Россия
Санкт-Петербург
В. В. Пажельцев
Россия
Санкт-Петербург
А. Г. Глухарев
Россия
Санкт-Петербург
В. Г. Конаков
Россия
Доктор химических наук.
Санкт-Петербург
Список литературы
1. Carrette, L. Fuel cells: principles, types, fuels, and applications / L. Carrette, K. A. Friedrich, U. Stimming // ChemPhysChem. ― 2000. ― Vol. 1, № 4. ― P. 162‒193.
2. Vourros, A. Chemical reactors with high temperature proton conductors as a main component: progress in the past decade / A. Vourros, V. Kyriako, I. Garagounis [et al.] // Solid State Ionics. ― 2017. ― Vol. 306. ― P. 76‒81.
3. Nomnqa, M. Performance evaluation of a HT-PEM fuel cell micro-cogeneration system for domestic application / M. Nomnqa, D. Ikhu-Omoregbe, A. Rabiu [et al.] // Energy Syst. ― 2019. ― Vol. 10, № 1. ― P. 185‒210.
4. Peighambardoust, S. J. Review of the proton exchange membranes for fuel cell applications / S. J. Peighambardoust, S. Rowshanzamir, M. Amjadi // Int. J. Hydrogen Energy. ― 2010. ― Vol. 35, № 17. ― P. 9349‒9384.
5. Lysova, A. A. New proton-conducting membranes based on phosphorylated polybenzimidazole and silica / A. A. Lysova, A. B. Yaroslavtsev // Inorg. Mater. ― 2019. ― Vol. 55, № 5. ― P. 470‒476.
6. Colomban, P. Proton conductors and their applications: a tentative historical overview of the early researches / P. Colomban // Solid State Ionics. ― 2019. ― Vol. 334. ― P. 125‒144.
7. Mahato, N. Progress in material selection for solid oxide fuel cell technology: a review / N. Mahato, A. Banerjee, A. Gupta [et al.] // Prog. Mater. Sci. ― 2015. ― Vol. 72. ― P. 141‒337.
8. Yaroslavtsev, A. B. Nanostructured materials for low-temperature fuel cells / A. B. Yaroslavtsev, Yu. A. Dobrovolsky. N. S. Shaglaeva [et al.] // Russ. Chem. Rev. ― 2012. ― Vol. 81, № 3. ― P. 191‒220.
9. Yu, J. Nafion/silicon oxide composite membrane for high temperature proton exchange membrane fuel cell / J. Yu, M. Pan, R. Yuan // J. Wuhan Univ. Technol. Sci. ― 2007. ― Vol. 22, № 3. ― P. 478‒481.
10. Critchley, J. P. Fluorine-containing polymers / J. P. Critchley // Heat-resistant polymers. ― Boston, MA : Springer US, 1983. ― P. 87–123.
11. Anantharamulu, N. A wide-ranging review on Nasicon type materials / N. Anantharamulu, K. Koteswara Rao, G. Rambabu [et al.] // J. Mater. Sci. ― 2011. ― Vol. 46, № 9. ― P. 2821‒2837.
12. Voropaeva, D. Y. Phase transitions and proton conductivity in hafnium hydrogen phosphate with the NASICON structure/ D. Y. Voropaeva, M. A. Moshareva, A. B. Il’inb [et al.] // Mendeleev Commun. ― 2016. ― Vol. 26, № 2. ― P. 152,153.
13. Adjemian, K. T. Silicon oxide nafion composite membranes for proton-exchange membrane fuel cell operation at 80‒140 °C/ K. T. Adjemian, S. J. Lee, S. Srinivasan [et al.] // J. Electrochem. Soc. ― 2002. ― Vol. 149, № 3. ― P. A256.
14. Gaydamaka, A. A. Phase composition, thermal and transport properties of the system based on the mono- and dihydrogen phosphates of rubidium / A. A. Gaydamaka, V. G., Ponomareva, I. N. Bagryantseva // Solid State Ionics. ― 2019. ― Vol. 329. ― P. 124‒130.
15. Ponomareva, V. G. Effect of the excess protons on the electrotansport, structural and thermodynamic properties of CsH2PO4 / V. G. Ponomareva, G. V. Lavrova // Solid State Ionics. ― 2017. ― Vol. 304. ― P. 90‒95.
16. Mathur, L. Structural and electrical properties of novel phosphate based composite electrolyte for lowtemperature fuel cells / L. Mathur, I.-H. Kim, A. Bhardwaj // Compos. Part B Eng. ― 2020. ― Vol. 202. ― P. 108405.
17. Rashid, N. L. R. M. Review on zirconate-ceratebased electrolytes for proton-conducting solid oxide fuel cell / N. L. R. M. Rashid, A. A. Samat, A. A. Jais [et al.] // Ceram. Int. ― 2019. ― Vol. 45, № 6. ― P. 6605‒6615.
18. Dixit, A. Phase transition studies of sol-gel deposited barium zirconate titanate thin films / A. Dixit, S. B. Majumder, P. S. Dobala [et al.] // Thin Solid Films.― 2004. ― Vol. 447/448. ― P. 284‒288.
19. Will, F. G. Primary sodium batteries with betaalumina solid electrolyte / F. G. Will, S. P. Mitoff // J. Electrochem. Soc. ― 1975. ― Vol. 122, № 4. ― P. 457‒461.
20. Yaroshenko, F. A. Dielectric relaxation and protonic conductivity of polyantimonic crystalline acid at low temperatures / F. A. Yaroshenko, V. A. Burmistrov // Russ. J. Electrochem. ― 2015. ― Vol. 51, № 5. ― P. 391‒396.
21. Yaroshenko, F. A. Proton conductivity of polyantimonic acid studied by impedance spectroscopy in the temperature range 370–480 K / F. A. Yaroshenko, V. A. Burmistrov // Inorg. Mater. ― 2015. ― Vol. 51, № 8. ― P. 783‒787.
22. Leysen, R. Synthesis and characterization of polyantimonic acid membranes / R. Leysen, H. Vandenborre // Mater. Res. Bull. ― 1980. ― Vol. 15, № 4. ― P. 437–450.
23. Belinskaya, F. A. Inorganic ion-exchange materials based on insoluble antimony (V) compounds / F. A. Belinskaya, E. A. Militsina // Russ. Chem. Rev. ― 1980. ― Vol. 49, № 10. ― P. 933‒952.
24. Kovalenko, L. Y. Ion exchange of H +/Na+ in polyantimonic acid, doped with vanadium ions / L. Y. Kovalenko, V. A. Burmistrov, Y. A. Lupitskaya // Pure Appl. Chem. ― 2020, № 3. ― P. 505‒514.
25. Yaroshenko, F. A. Dielectric losses and proton conductivity of polyantimonic acid membranes / F. A. Yaroshenko, V. A. Burmistrov // Russ. J. Electrochem. ― 2016. ― Vol. 52, № 7. ― P. 690‒693.
Дополнительные файлы
Для цитирования: Курапова О.Ю., Зарипов А.А., Пажельцев В.В., Глухарев А.Г., Конаков В.Г. Твердотельные протонпроводящие мембраны на основе полисурьмяной кислоты. Новые огнеупоры. 2022;(2):45-50. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2022-2-45-50
For citation: Kurapova O.Y., Zaripov A.A., Pazheltsev V.V., Glukharev A.G., Konakov V.G. Bulk solid state polyantimonic acid based proton conducting membranes. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2022;(2):45-50. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2022-2-45-50
Обратные ссылки
- Обратные ссылки не определены.