Руководитель — Д.М. Антипин (ФНМ МГУ). Куратор — Н.И. Морозова
Современное общество постепенно, но неизбежно сталкивается с проблемой перехода от ископаемых источников энергии, быстро истощающихся и загрязняющих окружающую среду, к альтернативным. Поэтому разработка эффективных устройств преобразования энергии является одним из важных направлений в современной науке. Одним видов перспективных устройств является регенеративный топливный элемент. Его основным отличием от стандартных топливных элементов является возможность хранения энергии. Так, помимо стандартного процесса окисления топлива (режим работы топливного элемента), в ходе которого производится электричество, присутствует процесс электролиза воды (режим работы электролизера), в процессе которого накапливается водород и кислород. Они могут быть использованы снова в режиме работы топливного элемента. Одним из существенных недостатков регенеративного топливного элемента является отсутствие эффективных катализаторов и восстановления, и выделения кислорода. Однако было показано, что одними из перспективных катализаторов могу является соединения, содержащие в своем составе Ni3+. В частности, такими соединениями являются никелаты лантана и стронция со структурой первого гомолога Раддлесдена-Поппера La2-xSrxNiO4±d (x= 0;0.5;1).
Целью данной работы является синтез и характеризация оксидов La2-xSrxNiO4±d (x= 0;0.5;1.0). Все образцы были получены модифицированном методом Печини. Для этого к раствору, содержащий растворимые соли металлов, ЭДТА, лимонную кислоту при перемешивании добавляли раствор аммиака или ТМАОН до pH»7.5. Затем добавляли диэтиленгликоль (ДЭГ), и полученный раствор упаривали до образования густого геля. Полученный гель предварительно отжигали в муфельной печи при ~500оС, а затем на воздухе (или Ar в случае образца La2NiO4±d) при 800оС и 900оС, 12 часов (или 2 часа в случае La2NiO4±d).
Полученные образцы были охарактеризованы методом рентгенофазового анализа (РФА), часть образцов – методом растровой электронной микроскопии (РЭМ). По данным РФА все образцы получились однофазными. Исходя из микрофотографий образцов следует, что образцы, синтезированные с использованием ТМАОН, оказались менее агрегированными по сравнению с образцами, полученными с использованием аммиака. Также в образцах было определено кислородное содержание методом иодометрического титрования. Химический состав оксидов, полученных при 900оС, отвечает формулам: La2NiO4.13, La1.5Sr0.5NiO4.03 (в случае конечного обжига при 8000С), La1.5Sr0.5NiO4.02 (в случае конечного отжига при 9000С) и LaSrNiO3.92 (в случае конечного обжига при 8000С) и LaSrNiO3,98 (в случае конечного отжига при 9000С). Следует отметить, что кислородная стехиометрия практически не меняется с увеличением температуры отжига с 800оС до 900оС.