- Код статьи
- 10.31857/S0040364423030109-1
- DOI
- 10.31857/S0040364423030109
- Тип публикации
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том 61 / Номер выпуска 3
- Страницы
- 382-390
- Аннотация
- В настоящей работе методом ab initio молекулярной динамики исследуется механизм протонной проводимости бездефектного перовскита LaScO3. Рассмотрено влияние начальных местоположения и скорости протона, электрического поля и температуры системы на поведение протона в металлических оксидах перовскитного типа. Показано, что температура системы выступает основным фактором, влияющим на скорость перемещения протона. Установлено аррениусовское температурное поведение протонной проводимости. В отсутствие кислородных вакансий направление движения протона в кристалле со структурой перовскита определяется его взаимодействием с фононами решетки, т.е. миграция протона по металл-оксидному перовскиту имеет поляронный характер. Совершенствование механизма миграции протонов по совершенному перовскиту служит одним из путей улучшения характеристик устройств чистой энергии.
- Ключевые слова
- Дата публикации
- 01.05.2023
- Год выхода
- 2023
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 3
Библиография
- 1. Zhang W., Hu Y.H. Progress in Proton-conducting Oxides as Electrolytes for Low-temperature Solid Oxide Fuel Cells: From Materials to Devices // Energy Sci. Eng. 2021. V. 9. P. 984.
- 2. Смирнов Б.М. Проблемы глобальной энергетики атмосферы // ТВТ. 2021. Т. 59. № 4. С. 589.
- 3. Wang Q., Wei H.-H., Xu Q. A Solid Oxide Fuel Cell (SOFC)-based Biogas-from-waste Generation System for Residential Buildings in China: A Feasibility Study // Sustainability. 2018. V. 10. P. 2395.
- 4. Хасхачих В.В., Ларина О.М., Сычев Г.А., Герасимов Г.Я., Зайченко В.М. Пиролитические методы термической переработки твердых коммунальных отходов // ТВТ. 2021. Т. 59. № 3. С. 467.
- 5. Kreuer K.D., Paddison S.J., Spohr E., Schuster M. Transport in Proton Conductors for Fuel-cell Applications: Simulations, Elementary Reactions, and Phenomenology // Chem. Rev. 2004. V. 104. P. 4637.
- 6. Горелов В.П., Строева А.Ю. Протонные твердые электролиты на основе LаScO3 // Электрохимия. 2012. Т. 48. № 10. С. 1044.
- 7. Caramanico N., Di Florio G., Baratto M.C., Cigolotti V., Basosi R., Busi E. Economic Analysis of Hydrogen Household Energy Systems Including Incentives on Energy Communities and Externalities: A Case Study in Italy // Energies. 2021. V. 14. P. 5847.
- 8. Inaguma Y., Liquan C., Itoh M., Nakamura T. High Ionic Conductivity in Lithium Lanthanum Titanate // Solid State Commun. 1993. V. 86. P. 689.
- 9. Birke P., Scharner S., Huggins R.A., Weppner W. Electrolytic Stability Limit and Rapid Lithium Insertion in the Fast-ion-conducting Li0.29La0.57TiO3 Perovskite-type Compound // J. Electrochem. Soc. 1997. V. 144. P. L167.
- 10. Stramare S., Thangadura V., Weppner W. Lithium Lanthanum Titanates: A Review // Chem. Mater. 2003. V. 15. P. 3974.
- 11. Zhao G., Suzuki K., Hirayama M., Kanno R. Syntheses and Characterization of Novel Perovskite-type LaScO3-based Lithium Ionic Conductors // Molecules. 2021. V. 26. P. 299.
- 12. Hellstrom E.E., Van Gool W. Li Ion Conduction in Li2ZrO3, Li4ZrO4, and LiScO2 // Solid State Ion. 1981. V. 2. P. 59.
- 13. Hui W., Chao L., Lu H. et al. Stabilizing Black-phase Formamidinium Perovskite Formation at Room Temperature and High Humidity // Science. 2021. V. 371. № 6536. P. 1359.
- 14. Fang Z., Jia L., Yan N. et al. Proton-transfer-induced in situ Defect Passivation for Highly Efficient Wide-bandgap Inverted Perovskite Solar Cells // InfoMat. 2022. V. 4. № 6. e12307.
- 15. Perdew J.P., Burke K., Ernzerhof M. Generalized Gradient Approximation Made Simple // Phys. Rev. Lett. 1996. V. 77. P. 3865.
- 16. Siesta-pro/siesta-pseudos-and-basis-database. https://www.simuneatomistics.com/siesta-pro/siesta-pseudos-and-basis-database/
- 17. Monkhorst H.J., Pack J.D. Special Points for Brillouin-zone Integrations // Phys. Rev. B. 1976. V. 13. P. 5188.
- 18. Belova K., Egorova A., Pachina S., Animits I. Crystal Structure, Electrical Conductivity and Hydration of the Novel Oxygen-deficient Perovskite La2ScZnO5.5, Doped with MgO and CaO // Appl. Sci. 2022. V. 12. P. 1181.
- 19. Wang C., Xu B.B., Zhang X., Sun W., Chen J., Pan H., Yan M., Jiang Y. Ion Hopping: Design Principles for Strategies to Improve Ionic Conductivity for Inorganic Solid Electrolytes // Small. 2022. V. 18. № 43. 2107064.
- 20. Pavone M., Muñoz-García A.B., Ritzmann A.M., Carter E.A. First-principles Study of Lanthanum Strontium Manganite: Insights into Electronic Structure and Oxygen Vacancy Formation // J. Phys. Chem. 2014. V. 118. P. 13346.
- 21. Park M.H., Lee D.H., Yang K., Park J.-Y., Yu G.T., Park H.W., Materano M. et al. Review of Defect Chemistry in Fluorite-structure Ferroelectrics for Future Electronic Devices // J. Mater. Chem. 2020. V. 8. P. 10526.
- 22. Жирифалько Л. Статистическая физика твердого тела / Под ред. Кресина В.З., Струнина Б.М. М.: Мир, 1975. 382 с.
- 23. Zhang B., Tan R., Yang L. et al. Mechanisms and Properties of Ion-transport in Inorganic Solid Electrolytes // Energy Storage Mater. 2018. V. 10. P. 139.
- 24. Yang H., Wu N. Ionic Conductivity and Ion Transport Mechanisms of Solid-state Lithium-ion Battery Electrolytes: A Review // Energy Sci. Eng. 2022. V. 10. № 5. P. 1643.
