Лаборатория электрохимического материаловедения

Заведующая лабораторией: 

Дунюшкина Лилия Адибовна, д.х.н.

Тел.: +7(343)362-33-43

e-mail: L_dun@ihte.uran.ru; lidung@list.ru

Webстраница

В состав лаборатории входит 22 сотрудника, из них 1 доктор химических наук,  9 кандидатов химических наук и 1 кандидат физико-математических наук.

Научные направления:

• Исследуются перспективные материалы для электрохимических устройств на твердых электролитах и смешанных ионно-электронных проводниках.
• Проводится разработка способов получения и исследование физико-химических и электрохимических свойств кислородных, протонных и электронно-ионных проводников для твердооксидных электрохимических устройств.
• Разрабатываются научные основы технологий получения тонких пленок протонпроводящих электролитов и методы исследования их свойств.

Методы исследований:

Группа электрохимических материалов:

• Прецизионные дилатометрические измерения.
• Измерения электропроводности (методом импеданса с использованием электрохимических комплексов PARSTAT 2273 и Elins, четырехзондовым автоматизированным методом, двухзондовым (осциллографическим) методом с использованием генератора прямоугольных импульсов) в атмосферах с заданными значениями влажности и парциального давления кислорода.
• Измерения чисел переноса ионов и протонов методом ЭДС.
• Измерения термо-ЭДС.
• Твердофазные и химические методы синтеза оксидных керамических образцов и изделий с заданными характеристиками.

Основные достижения:

 Группа электрохимических материалов:

• Получены новые твердые электролиты на основе оксида гафния с кислородной проводимостью, имеющие более высокую химическую стойкость, чем широко известные электролиты на основе диоксида циркония и не уступающие им по проводимости. Новые материалы могут быть использованы в электрохимических устройствах, работающих в агрессивных и сильно восстановительных средах.
• Разработаны эффективные методики получения плотных твердых электролитов на основе СеО₂, обеспечивающие спекание керамики до высокой плотности (95-98%). Предложенные технологии отличаются простотой, высокой производительностью и хорошей воспроизводимостью.
• Разработан метод получения высокоплотной керамики протонпроводящих оксидов BaZr_0.9Y_0.1O_3-α. Электропроводность такой керамики – на порядок величины превосходит проводимость образца, содержащего поры.
• Впервые измерен термодинамический изотопный эффект в растворимости H/D для протонпроводящих оксидов BaZr_0.9Y_0.1O_3-α при помощи метода прецизионной дилатометрии.
• Проведено исследование фазовых переходов в протонных твердых электролитах BaCe_1-ХNd_ХO_3-d (х=0 ¸ 0.15), ряд переходов обнаружен впервые.
• Проведены исследования фазовых составляющих и электрофизических свойств (проводимость, числа переноса ионов и протонов) протоников в системах La_1-xSr_xScO_3-α и CaZr_1-xSc_xO₃-d (х = 0,01-0,20) в широком интервале температур (100-900^оС), влажности (рН₂О = 0,04 – 2,65 кПа) и парциального давления кислорода (рО₂ = 2,1∙10⁴ – 10^-15 Па).
• Выполнен цикл исследований по новым оксидным твердым электролитам со структурой апатита. Исследованы фазовые составляющие и электрофизические свойства значительного числа оксидных систем на основе апатитоподобных силикатов и германатов лантана.
• Получены новые оксидные материалы на основе никелата празеодима с высокой электронной проводимостью. Материалы могут быть использованы в качестве катодов для высокотемпературных электрохимических устройств.

Прикладные разработки:

1. Потенциометрические датчики на основе твердых электролитов для определения парциального давления кислорода в газовой фазе. Способны измерять рО₂ в диапазоне от чистого кислорода до сильно восстановительных сред, содержащих водород, азот, водяной пар. Применяются для контроля выхлопных газов автомобильных двигателей и стационарных топливосжигающих установок с целью снижения вредных выбросов и повышения энергетической эффективности; контроля состава защитных и технологических газовых сред в электронной промышленности и процессах термохимической обработки материалов, в обжиговых печах керамической промышленности; определения кислорода в расплавленных металлах.
2. Электрохимические кислородные насосы. Позволяют получать особо чистый кислород, а также поддерживать контролируемую атмосферу до рО₂=10^–20 атм. Применяются в медицине, в научных организациях для проведения исследований в контролируемой среде.