CC BY
2Материалы и конструкции в нефтегазовой отрасли
Materials and structures in the oil and gas industry
2.8.4. Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений (технические науки)
УДК 53.091, 54-722, 54-724
DOI: 10.31660/0445-0108-2024-3-135-147
Изучение фазовой эволюции и микроструктурных особенностей при моделировании условий эксплуатации топливных элементов на основе соединений феррита лантана — стронция
Д. Б. Боргеков1, К. Б. Калиекперова1, А. Л. Козловский1, 2*, Г. Ж. Молдабаева3
1Евразийский национальный университет им. Л. Н. Гумилева, Астана, Республика Казахстан 2Атырауский университет им. Х. Досмухамедова, Атырау, Республика Казахстан 3Казахский национальный исследовательский технический университет им. К. И. Сатпаева, Алматы, Республика Казахстан *Kozlovskiy. a@inp. kz
Аннотация. Интерес к керамикам на основе феррита лантана — стронция, обладающих смешанной электронной и кислород-ионной проводимостью, а также хорошей стабильностью, обусловлен большим потенциалом применения в качестве электродных материалов для твердооксидных топливных элементов. В работе представлены результаты оценки изменений морфологии и фазового состава керамик на основе соединений феррита лантана — стронция, полученных методом твердофазного синтеза при моделировании условий, максимально приближенных к условиям их эксплуатации в режиме повышенных температур. Основной упор в исследованиях сделан на изменении соотношения фазового состава керамик при длительном термическом воздействии, моделирующем процессы термического старения, и, как следствие, процессы окисления, возникающие при длительных циклических испытаниях. В ходе проведенных исследований было определено, что наличие в составе керамик фазы Sr2Fe2O5 приводит к увеличению устойчивости к коррозионным процессам окисления при высокотемпературной коррозии. Согласно полученным данным оценки изменения электрохимических характеристик керамик в зависимости от времени выдержки при моделировании высокотемпературной деградации, было установлено, что наиболее значимые снижения наблюдаются после 400 часов последовательных испытаний при температуре 500-600 °С и после 250-300 часов при температурах выше 700 °С. При этом снижение величины удельной мощности обусловлено формированием оксидных включений в керамиках, возникающих в результате разложения фазы (La0-3Sro-7)FeO4 в составе керамик. В свою очередь, наличие фазы Sr2Fe2O5 приводит к формированию устойчивой к окислению структуры, приводящей к менее выраженным изменениям удельной мощности при измерении параметров электрохимических характеристик.
Ключевые слова: высокотемпературная коррозия, деградация, топливные элементы, деструкция, окислительные процессы
Благодарности: данная работа выполнена при поддержке Комитета науки Министерства науки и высшего образования Республики Казахстан (No. AP13068071).
Для цитирования: Изучение фазовой эволюции и микроструктурных особенностей при моделировании условий эксплуатации топливных элементов на основе соединений феррита лантана — стронция / Д. Б. Боргеков, К. Б. Калиекперова, А. Л. Козловский, Г. Ж. Молдабаева. - DOI 10.31660/0445-0108-2024-3-135-147 // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. - 2024. -№ 3. - С. 135-147.
Study of phase evolution and microstructural features when modeling operating conditions of fuel cells based on lanthanum-strontium ferrite compounds
Daryn B. Borgekov1, Kamila B. Kaliyekperova1, Artem L. Kozlovskiy1, 2*, Gulnaz Zh. Moldabayeva3
1L.N.. Gumilyov Eurasian National University, Astana, the Republic of Kazakhstan 2Atyrau University named after Kh. Dosmukhamedov, Atyrau, the Republic of Kazakhstan 3Satbayev University, Almaty, the Republic of Kazakhstan *[email protected]
Abstract. Interest in lanthanum-strontium ferrite ceramics having mixed electron and oxygen-ion conductivity as well as good stability is due to the great potential for use as electrode materials for solid oxide fuel cells. The article presents the results of an assessment of alterations in the morphology and phase composition of ceramics based on lanthanum-strontium ferrite compounds obtained by solidphase synthesis. This was done during simulation of conditions as close as possible to their operating conditions in the mode of elevated temperatures. The primary objective of the research is to alter the ratio of the phase composition of ceramics under prolonged thermal exposure, simulating thermal ageing processes, and thus, oxidation processes that occur during long-term cyclic tests. The studies revealed that the presence of the Sr2Fe2O5 phase in the composition of ceramics results in enhanced resistance to corrosive oxidation processes during high-temperature corrosion. The data obtained on the change in the electrochemical characteristics of ceramics depending on the exposure time during the simulation of high-temperature degradation revealed that the most significant decreases were observed after 400-500 hours of consecutive tests at a temperature of 500-600 °C and after 250-300 hours at temperatures above 700 °C. Moreover, the reduction in the specific power is due to the formation of oxide inclusions in ceramics, resulting from the decomposition of the (La0.3Sr0.7)FeO4 phase in the composition of the ceramics. In turn, the presence of the Sr2Fe2O5 phase results in the formation of an oxidation-resistant structure, leading to less pronounced changes in specific power during measurement of parameters of electrochemical characteristics.
Keywords: high-temperature corrosion, degradation, fuel cells, destruction, oxidative processes
Acknowledgments: this study was funded with support from the Committee of Science of the Ministry of Science and Higher Education of the Republic of Kazakhstan (No. AP13068071).
For citation: Borgekov, D. B., Kaliyekperova, K. B., Kozlovskiy, A. L., & Moldabaeva, G. Zh. (2024). Study of phase evolution and microstructural features when modeling operating conditions of fuel cells based on lanthanum-strontium ferrite compounds. Oil and Gas Studies, (3), pp. 135-147. (In Russian). DOI: 10.31660/0445-0108-2024-3-135-147
Введение
Интерес к перовскитным или перовскитоподобным керамикам на основе ферритов, имеющих смешанный тип проводимости (кислород-ионной и электронной), в последние несколько лет достаточно большой ввиду открывающихся перспектив использования их в качестве электродных материалов для твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ) [1-3]. При этом одним из перспективных материалов в данном направлении являются пе-ровскитоподобные керамики на основе феррита лантана — стронция, имеющего, согласно ряду экспериментальных работ, достаточно хорошие показатели стабильности и работоспособности в условиях эксплуатации при повышенных температурах, которая обусловлена структурными особенностями и фазовым составом керамик [4-6].
Одной из ключевых проблем повсеместного использования твердо-оксидных топливных элементов для производства водорода в области альтернативных источников энергии является проблема высокотемпературной деградации катодных материалов, приводящая к деструктивному охрупчи-ванию и снижению электрохимических и емкостных характеристик [7-9]. При этом условия эксплуатации ТОТЭ элементов подразумевают работу при высоких температурах порядка 500-800 °С, что не позволяет исключить эффект высокотемпературной деградации и требует учитывать факторы разупрочнения при определении потенциала использования катодных материалов [10]. Как правило, эксплуатация при высоких температурах
сопровождается инициализацией процессов окисления за счет изменения амплитуды колебания атомов в кристаллической решетке, что, как следствие, приводит к увеличению подвижности атомов и возможности внедрения в узлы и междоузлия кислорода или водорода, что впоследствии приводит к формированию примесных включений в виде оксидных или гидроксидных фаз [11-14]. Формирование подобных включений в керамиках в ходе их эксплуатации может привести как к деструктивному изменению прочностных свойств, связанных с разупрочнением приповерхностных слоев, наиболее подверженных окислению, так и к дестабилизации структуры керамик за счет образования деформационных искажений приповерхностного слоя, в котором происходит накопление оксидных примесей. В свою очередь, дестабилизация приповерхностных слоев оказывает негативное влияние на перенос заряда, способствует изменению диэлектрических и электрохимических параметров керамик, что, в свою очередь, может привести к деструктивному поведению работоспособности катодного материала и всего топливного элемента, а также к снижению производительности [12-14].
Цель исследований заключается в определении механизмов деградации керамических материалов на основе феррита лантана — стронция, связанных с процессами высокотемпературного воздействия, сравнимого с режимами эксплуатации в случае использования их в качестве катодных материалов для ТОТЭ элементов.
Объект и методы исследования
В качестве объектов исследования были выбраны керамики на основе соединений феррита лантана — стронция, полученные методом механо-химического твердофазного перемалывания с последующим термическим спеканием. При этом изменение фазового состава исследуемых керамик производилось путем изменения соотношения химических соединений, используемых для получения керамик, вариация которых позволила получить высокопрочные керамики с двумя или тремя фазами. В качестве компонент для получения керамик были выбраны соединения SrCÜ3, FeSO4 х 7H2ü, La(NO3)3, обладающие химической чистотой порядка 99,95 %. Вариация компонент с целью определения изменений фазового состава керамик была осуществлена путем изменения концентрации La(NO3)3 в составе керамик от 0,1 до 0,25 М. Механохимический твердофазный синтез был осуществлен с применением планетарной мельницы PULVERISETTE 6 classic line planetary mill (Fritsch, Idar-Oberstein, Germany). Перемалывание было осуществлено при скорости 400 оборот/мин в течение 1 часа. После перемалывания полученные смеси были отожжены при температуре 1 000 °С в течение 5 часов, остывание образцов до достижения комнатной температуры было осуществлено в течение 24 часов при нахождении образцов внутри печи.
Для определения фазового состава керамик в зависимости от условий получения был применен метод рентгенофазового анализа, реализованный с использованием порошкового дифрактометра D8 ADVANCE ECO (Bruker, Karlsruhe, Germany). Съемка рентгеновских дифрактограмм проводилась в геометрии Брегг-Брентано, в угловом диапазоне 29 = 20-80° с шагом 0,03° и временем набора спектра в точке 1 сек.
Моделирование процессов эксплуатации с целью определения влияния высокотемпературного воздействия на изменение электрохимических параметров проводилось с использованием метода длительного термического воздействия, сравнимого с условиями эксплуатации данных керамик в качестве катодных материалов ТОТЭ элементов. Термический отжиг образцов с целью определения механизмов деградации, связанных с температурным воздействием, был осуществлен в муфельной печи при температуре 500-800 °С в течение 500 часов, с измерением фазового состава, электрохимических параметров и твердости после каждых 50 часов испытаний.
Стабильность фазового состава исследуемых керамик, полученных методом механохимического твердофазного синтеза, к высокотемпературной деградации оценивалась путем сравнительного анализа изменений соотношения фаз в составе керамик с последующим определением фактора стабильности фазового состава (Ффазовый состав). Данный фактор был определен как изменение соотношения весовых вкладов каждой фазы в образцах в зависимости от температуры и времени температурного воздействия на образцы с учетом образующихся оксидных включений при длительном воздействии. Снижение величины Ффазовый состав вызвано формированием оксидных включений, наличие которых обусловлено окислительными процессами и разложением фаз в результате термического воздействия.
Изготовление ТОТЭ элемента было осуществлено по стандартной технологии получения трехслойных устройств, где в качестве электролита был использован порошок Sm0,2Ce0,8O2-5 в концентрации 0,20 г, спрессованный с синтезированной керамикой и никелевой пеной, в качестве воздушного электрода использовались синтезированные керамики и пенони-кель (Ni0,8Co0,i5Al0,05LiO2-5). В качестве анода был также использован пено-никель. После прессования полученные устройства отжигали при температуре 600 °С в течение 4 часов в атмосфере аргона для уплотнения ТОТЭ. Демонстрация работоспособности элементов была проведена в увлажненном водородном топливе 3 % H2O и воздухе с атмосферными окислителями, при скорости дрейфа Н2/воздуха 100 ± 5 % мл/мин [15]. Для определения влияния устойчивости керамик к деградации при высокотемпературном окислении на сохранение работоспособности все образцы были подвергнуты измерению зависимостей кривых характеристик плотности тока — удельной мощности до и после высокотемпературных испытаний.
Определение прочностных параметров керамик в зависимости от условий и времени температурного воздействия было осуществлено путем
измерений значений твердости керамик и последующего сравнительного анализа с исходными значениями, что позволило как определить устойчивость керамик к высокотемпературной деградации, так и оценить влияние формирования оксидных включений на эффекты разупрочнения керамик. Измерение твердости проводилось с использованием стандартной методики индентирования, реализованной с помощью микротвердомера Duroline M1 (Metkon, Bursa, Тurkey). В качестве индентера использовалась алмазная пирамида Виккерса, применение которой при постоянной нагрузке на образец позволило получить данные о твердости образца в ходе экспериментов на определение влияния температуры и времени воздействия прочностных параметров и факторов разупрочнения.
Результаты и обсуждение
На рисунке 1 представлены результаты рентгенофазового анализа, отражающие изменение фазового состава керамик в зависимости от вариаций соотношения компонент, связанных с изменением содержания лантана в составе керамик.
Рис. 1. Результаты рентгенофазового анализа исследуемых керамик на основе феррита лантана — стронция
Как видно из представленных данных на рентгеновской дифракто-грамме, при концентрации La(NO3)3, равной 0,1 М, фазовый состав керамик представлен доминирующей фазой (La0,3Sr0J)FeO4 с тетрагональным типом кристаллической структуры, а также включениями в виде ортором-бической фазы LaSr2Fe3O8, содержание которой, согласно оценке весовых вкладов, составляет не более 30 вес. %. Изменение концентрации лантана в составе керамик, согласно приведенным данным рентгенофазового анализа, приводит к вытеснению из состава LaSr2Fe3O8 фазы с последующим
увеличением вклада орторомбической фазы 8г2Бе205, формирование которой наблюдается при концентрации Ьа(К03)3 выше 0,2 М в составе керамик. При этом в случае концентрации 0,2 М фазовый состав керамик представлен тремя фазами: тетрагональной фазой (Ьа038г07)Ре04, весовой вклад которой составляет порядка 80 %, и двумя орторомбическими фазами Ьа8г2Бе308 и 8г2Бе205.
Согласно представленным данным рентгенофазового анализа керамик на основе феррита лантана — стронция, было установлено, что увеличение концентрации лантана в составе керамик приводит к вытеснению фазы Ьа8г2Бе308 и формированию орторомбической фазы 8г2Бе205, пространственной сингонии 1сшш(74), содержание которой увеличивается с 10 до 28 вес. %.
На рисунке 2 представлены результаты изменения фактора Ффазовьш состав в зависимости от условий экспериментов, моделирующих высокотемпературную деградацию для всех четырех типов исследуемых керамик.
Ерег.'я испытаний
Время испытаний, час
г;
Рис. 2. Зависимость изменения фактора Ффазоеыа сост™ от условий высокотемпературных испытаний для исследуемых керамик, полученных с различным содержанием 1о(Ый3)3 в составе: а) 0,1 М; б) 0,15 М; в) 0,20 М; г) 0,25 М
Как видно из представленных данных, изменение величины Ффсаовыи состав становится наиболее выраженным в двух случаях: во-первых, при увеличении времени испытаний выше 200-300 часов; во-вторых, при
увеличении температуры нагрева образцов. В первом случае снижение величины Ффазжьш состав обусловлено изменениями, связанными с накопительным эффектом процессов окисления, выраженных в частичном разложении фазы ^а0,^г0,7^еО4 с образованием оксидов железа и лантана, концентрация которых приводит не только к изменению фазового состава керамик, но и к снижению степени структурного разупорядочения. При этом изменение фазового состава керамик за счет вытеснения фазы LaSr2Fe3O8 и формирования фазы Sr2Fe2O5 приводит к изменению тренда изменений Ффазовый состав, как в случае времени выдержки, так и при изменении температуры испытаний. Следует также отметить, что изменение температуры с 500 до 700-800 °С приводит не только к снижению величины Ффавовый состав, но и к ускорению процессов деградации за более меньшее время выдержки, что свидетельствует о прямой зависимости скорости деградации от температурных факторов, влияющих на тепловое расширение кристаллической структуры.
На рисунке 3 представлены результаты оценки изменения величины удельной мощности в зависимости от условий высокотемпературных испытаний для исследуемых керамик, отражающие кинетику изменения стабильности работоспособности керамик в качестве катодных материалов в результате фазовой деградации.
в) г)
Рис. 3. Результаты оценки изменений величины удельной мощности для исследуемых керамик, полученных с различным содержанием 1о(Ы03)3 в составе: а) 0,1 М; б) 0,15 М; в) 0,20 М; г) 0,25 М
Результаты изменений величины удельной мощности отражают прямую взаимосвязь между временем и температурой испытаний на высокотемпературную коррозию и стабильность электрохимических характеристик керамик. При этом формирование в составе керамик примесных включений в виде оксидных фаз железа приводит к дестабилизации электрохимических параметров и падению удельной мощности, изменение которой свидетельствует о деградации электродного материала ТОТЭ и снижении энергоэффективности его использования. При этом следует отметить, что наличие в составе керамик фазы 8г2Бе205 при больших концентрациях Ьа(К03)3 приводит к увеличению стабильности керамик к внешним воздействиям и процессам окисления, что, в свою очередь, приводит к сохранению работоспособности электродных материалов в течение длительного времени при высоких температурах.
На рисунке 4 представлены результаты оценки изменения значений твердости для исследуемых керамик в ходе испытаний на высокотемпературную деградацию при изменении времени и температуры испытаний, отражающие эффекты разупрочнения керамик, связанного с процессами окисления.
■ 500 °С
• 600 °С
Л 700 °С
т 800 °С
в) г)
Рис. 4. Результаты оценки изменений твердости образцов исследуемых керамик, полученных с различным содержанием 1о(Ы03)3 в составе:
а) 0,1 М; б) 0,15 М; в) 0,20 М; г) 0,25 М
Общий вид тенденции изменения значений твердости для исследуемых керамик в зависимости от времени нахождения и температуры испытаний свидетельствует о накопительном эффекте разупрочнения, который проявляется в виде снижения твердости после 200-300 часов испытаний. При этом следует отметить, что, как и в случае структурных изменений, связанных с фазовым составом керамик, изменение твердости имеет явно выраженную температурную зависимость деградации прочностных свойств (уменьшение твердости), которая также имеет прямую взаимосвязь с изменениями фазового состава как в случае исходных керамик при вариации концентрации La(NO3)3 в составе, так и при высокотемпературной деградации. При этом следует отметить, что в отличие от изменений структурных параметров керамик в зависимости от условий высокотемпературного воздействия, величина разупрочнения менее выражена как во временных промежутках испытаний, так и при увеличении температуры воздействия, из чего можно сделать вывод о том, что процессы окисления оказывают существенное влияние на электрохимические параметры и изменение фазового состава и в меньшей мере влияют на эффекты разупрочнения керамик в ходе ресурсных испытаний.
Выводы
В ходе проведенных исследований были получены следующие ключевые результаты, отражающие характерные изменения, связанные с изучением влияния фазового состава керамик на устойчивость к высокотемпературной деградации.
1. Согласно представленным данным изменения фазового состава керамик в зависимости от изменения концентрации лантана, была установлена динамика фазовых трансформаций, которую можно записать следующим образом: (La0,3Sr0J)FeO4/LaSr2Fe3O8 ^ (La0,3Sr0J)FeO4/LaSr2Fe3O8/Sr2Fe2O5 ^ ^80^^,7^04/ Sr2Fe2O5.
2. Оценка изменения фактора Ффазовый состав, отражающего устойчивость керамик к окислению и деградации, показала, что формирование в составе керамик фазы Sr2Fe205 приводит к увеличению стабильности к внешним воздействиям, связанным с формированием оксидных включений, а сам эффект увеличения устойчивости обусловлен наличием межфазных границ, а также более высокими показателями прочности данной фазы к деградации.
3. Оценка изменений электрохимических характеристик показала, что разложение фазы (La0,3Sr0J)FeO4 на оксидные включения приводит к снижению величины удельной мощности, изменение которой наиболее выражено при высокотемпературном воздействии. При этом формирование керамик с фазой Sr2Fe205 приводит к увеличению устойчивости деградации электрохимических характеристик при высокотемпературном воздействии, что свидетельствует о положительном влиянии данной фазы на сопротивляе-
мость к коррозии и ведет к сохранению стабильности работоспособности керамик при использовании их в качестве электродных материалов.
4. Согласно данным изменения твердости, связанной с эффектами разупрочнения, было установлено, что формирование двухфазных керамик (La0,3Sr0,7)FeO4/Sr2Fe2O5 приводит к увеличению сопротивляемости к высокотемпературной деградации, связанной с окислительными процессами, которая выражается в сохранении стабильности прочностных характеристик при длительном высокотемпературном воздействии. При этом максимальное снижение твердости составляет не более 4-5 % для керамик (La03Sr07)FeO4/Sr2Fe2O5, в то время как наличие в составе фазы LaSr2Fe3O8, разложение которой способствует образованию оксидных включений, приводит к деградации прочностных свойств порядка 8-10 %.
Список источников
1. Jose, J. K. Multiferroics for Spintronic Applications / J. K. Jose, R. Bala-krishnan. - DOI 10.1002/9783527824229.ch10. - Direct text // Nanotechnology in Electronics : Materials, Properties, Devices. - 2023. - P. 301-316.
2. Study of the crystal structure, thermal stability and conductivity of Sr (V0.5Mo0.5) O3+S as SOFC material / A. Aguadero, C. De La Calle, D. Perez-Coll, J. A. Alonso. - DOI 10.1002/fuce.201000070. - Direct text // Fuel Cells. - 2011. -Vol. 11, Issue 1. - P. 44-50.
3. Weber, A. Materials and concepts for solid oxide fuel cells (SOFCs) in stationary and mobile applications / A. Weber, E. Ivers-Tiffee. - DOI 10.1016/j.jpowsour.2003.09.024. - Direct text //Journal of power sources. - 2004. -Vol. 127, Issue 1-2. - P. 273-283.
4. Das, T. Polaron size and shape effects on oxygen vacancy interactions in lanthanum strontium ferrite / T. Das, J. D. Nicholas, Y. Qi. - Text : electronic // Journal of Materials Chemistry A. - 2017. - Vol. 5, Issue 47. - URL: https://doi.org/10.1039/c7ta06948k.
5. Phase formation and magnetic properties of M-type lanthanum substituted strontium ferrites / C. Qin, R. Liu, Y. Sun [et al.]. - Text : electronic // Ceramics International. - 2023. - Vol. 49, Issue 19. - URL: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2023.07.171.
6. Exsolution of Fe and SrO Nanorods and Nanoparticles from Lanthanum Strontium Ferrite La06Sr04FeO3-S Materials by Hydrogen Reduction / T. Ramona, G. Martin, H. Marc [et al.]. - Text : electronic // The Journal of Physical Chemistry C. -2015. - Vol. 119, Issue 38. - URL: https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.5b06014
7. Das, T. Composition, crystallography, and oxygen vacancy ordering impacts on the oxygen ion conductivity of lanthanum strontium ferrite / T. Das, J. D. Nicholas, Y. Qi. - Text : electronic // Physical Chemistry Chemical Physics. - 2020. -Vol. 22, Issue 17. - URL: https://doi.org/10.1039/d0cp00206b.
8. Chavan, S. V. Preparation, properties, and reactivity of lanthanum strontium ferrite as an intermediate temperature SOFC cathode / S. V. Chavan, R. N. Singh. -Text : electronic // Journal of Materials Science. - 2013. - Vol. 48. - URL: https://doi.org/10.1007/s10853-013-7456-9.
9. Synthesis and electrical properties of strontium-doped lanthanum ferrite with perovskite-type structure / J. A. E. Paiva, P. C. C. Daza, F. A. Rodrigues [et al.]. -Text : electronic // Ceramics International. - 2020. - Vol. 46, Issue 11. - URL: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.04.212.
10. Lanthanum strontium cobaltite-infiltrated lanthanum strontium cobalt ferrite cathodes fabricated by inkjet printing for high-performance solid oxide fuel cells / M. Kim, D. H. Kim, G. D. Han [et al.]. - Text : electronic // Journal of Alloys and Compounds. - 2020. - Vol. 843. - URL: https://doi.org/10.1016/jjallcom.2020.155806.
11. Gross, M. D. A study of thermal stability and methane tolerance of Cu-based SOFC anodes with electrodeposited Co / M. D. Gross, J. M. Vohs, R. J. Gorte. -Text : electronic // Electrochimica Acta. - 2007. - Vol. 52, Issue 5. - URL: https://doi.org/10.1016Zj.electacta.2006.08.005.
12. Application of a negative thermal expansion oxide in SOFC cathode / F. Lu, M. Yang, Y. Shi [et al.]. - DOI 10.1016/j.ceramint.2020.08.225. - Direct text // Ceramics International. - 2021. - Vol. 47, Issue 1. - P. 1095-1100.
13. Thermal stability and oxidation resistance of TiCrAlYO coatings on SS430 for solid oxide fuel cell interconnect applications / H. Chen, J. A. Lucas, W. Pri-yantha [et al.]. - Text : electronic // Surface and Coatings Technology. - 2008. -Vol. 202, Issue 19. - URL: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2008.04.059.
14. Garai, M. Mica (KMg3AlSi3010F2) based glass-ceramic composite sealant with thermal stability for SOFC application / M. Garai, S. P. Singh, B. Karmakar. -Text : electronic // International Journal of Hydrogen Energy. - 2021. - Vol. 46, Issue 45. - URL: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.10.252.
15. Properties of Perovskite-like Lanthanum Strontium Ferrite Ceramics with Variation in Lanthanum Concentration / D. B. Borgekov, A. L. Kozlovskiy, R. I. Shakirzyanov [et al.]. - Text : electronic // Crystals. - 2022. - Vol. 12, Issue 12. -URL: https://doi.org/10.3390/cryst12121792.
References
1. Jose, J. K., & Balakrishnan, R. (2023). Multiferroics for Spintronic Applications. Nanotechnology in Electronics: Materials, Properties, Devices, pp. 301-316. (In English). DOI: 10.1002/9783527824229.ch10
2. Aguadero, A., De La Calle, C., Pérez-Coll, D., & Alonso, J. A. (2011). Study of the crystal structure, thermal stability and conductivity of Sr ((V05Mo05) O3+s as SOFC material. Fuel Cells, 11(1), pp. 44-50. (In English). DOI: 10.1002/fuce.201000070
3. Weber, A., & Ivers-Tiffée, E. (2004). Materials and concepts for solid oxide fuel cells (SOFCs) in stationary and mobile applications. Journal of power sources, 127(1-2), pp. 273-283. (In English). DOI: 10.1016/j.jpowsour.2003.09.024
4. Das, T., Nicholas, J. D., & Qi, Y. (2017). Polaron size and shape effects on oxygen vacancy interactions in lanthanum strontium ferrite. Journal of Materials Chemistry A, 5(47). (In English). Available at: https://doi.org/10.1039/c7ta06948k
5. Qin, C., Liu, R., Sun, Y., Wu, J., Zhao, T., & Gong, H. (2023). Phase formation and magnetic properties of M-type lanthanum substituted strontium ferrites. Ceramics International, 49(19). (In English). Available at: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2023.07.171
6. Ramona, T., Martin, G., Marc, H., Bernhard, K., & Simon, P. (2015). Exsolution of Fe and SrO Nanorods and Nanoparticles from Lanthanum Strontium Ferrite La0.6Sra4FeO3-s Materials by Hydrogen Reduction. The Journal of Physical Chemistry C, 119(38). (In English). Available at: https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.5b06014.
7. Das, T., Nicholas, J. D., & Qi, Y. (2020). Composition, crystallography, and oxygen vacancy ordering impacts on the oxygen ion conductivity of lanthanum strontium ferrite. Physical Chemistry Chemical Physics, 22(17). (In English). Available at: https://doi.org/10.1039/d0cp00206b
8. Chavan, S. V., & Singh, R. N. (2013). Preparation, properties, and reactivity of lanthanum strontium ferrite as an intermediate temperature SOFC cathode. Journal of Materials Science, 48. (In English). Available at: https://doi.org/10.1007/s10853-013-7456-9
9. Paiva, J. A. E., Daza, P. C. C., Rodrigues, F. A., Ortiz-Mo squera, J. F., da Silva, C. R. M., Munoz, M. M., & Meneses, R. A. M. (2020). Synthesis and electrical properties of strontium-doped lanthanum ferrite with perovskite-type structure. Ceramics International, 46(11). (In English). Available at: https://doi.org/ 10.1016/j.ceramint.2020.04.212
10. Kim, M., Kim, D. H., Han, G. D., Choi, H. J., Choi, H. R., & Shim, J. H. (2020). Lanthanum strontium cobaltite-infiltrated lanthanum strontium cobalt ferrite cathodes fabricated by inkjet printing for high-performance solid oxide fuel cells. Journal of Alloys and Compounds, 843. (In English). Available at: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.155806
11. Gross, M. D., Vohs, J. M., & Gorte, R. J. (2007). A study of thermal stability and methane tolerance of Cu-based SOFC anodes with electrodeposited Co. Elec-trochimica Acta, 52(5). (In English). Available at: https://doi.org/10.1016/j.electacta.2006.08.005
12. Lu, F., Yang, M., Shi, Y., Wu, C., Jia, X., He, H.,... Cai, B. (2021). Application of a negative thermal expansion oxide in SOFC cathode. Ceramics International, 47(1), pp. 1095-1100. (In English). DOI: 10.1016/j.ceramint.2020.08.225
13. Chen, H., Lucas, J. A., Priyantha, W., Kopczyk, M., Smith, R. J., Lund, K.,... Nachimuthu, P. (2008). Thermal stability and oxidation resistance of TiCrAlYO coatings on SS430 for solid oxide fuel cell interconnect applications. Surface and Coatings Technology, 202(19). (In English). Available at: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2008.04.059
14. Garai, M., Singh, S. P., & Karmakar, B. (2021). Mica (KMg3AlSi3O10F2) based glass-ceramic composite sealant with thermal stability for SOFC application. International Journal of Hydrogen Energy, 46(45). (In English). Available at: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.10.252
15. Borgekov, D. B., Kozlovskiy, A. L., Shakirzyanov, R. I., Zhumazhanova, A. T., Zdorovets, M. V., & Shlimas, D. I. (2022). Properties of Perovskite-like Lanthanum Strontium Ferrite Ceramics with Variation in Lanthanum Concentration. Crystals, 12(12). (In English). Available at: https://doi.org/10.3390/cryst12121792
Информация об авторах/ Information about the authors
Боргеков Дарын Боранбаевич, Daryn B. Borgekov, PhD, Re-
PhD, научный сотрудник, Евразийский searcher, L.N. Gumilyov Eurasian Nation-
национальный университет им. Л. Н. Гу- al University, Astana, the Republic of Ka-
милева, г. Астана, Республика Казахстан zakhstan
Калиекперова Камила Бахыт-жановна, PhD докторант, Евразийский национальный университет им. Л. Н. Гумилева, г. Астана, Республика Казахстан
Козловский Артем Леонидович,
PhD, преподаватель-исследователь, Евразийский национальный университет им. Л. Н. Гумилева, г. Астана; Атырауский университет им. X До-смухамедова, г. Атырау, Республика Казахстан, [email protected]
Молдабаева Гульназ Жаксылы-ковна, доктор технических наук, профессор кафедры нефтяной инженерии, Казахский национальный исследовательский технический университет имени К. И. Сатпаева, г. Алматы, Республика Казахстан
Kamila B. Kaliyekperova, PhD
Doctoral Student, L.N. Gumilyov Eurasian National University, Astana, the Republic ofKazakhstan
Artem L. Kozlovskiy, PhD, Teacher-Researcher, L.N. Gumilyov Eurasian National University, Astana; Atyrau University named after Kh. Dosmukhamedov, Atyrau, the Republic of Kazakhstan, Kozlovskiy. a@inp. kz
Gulnaz Zh. Moldabayeva, Doctor of Engineering, Professor at the Department of Petroleum Engineering, Satbayev University, Almaty, the Republic of Kazakhstan
Статья поступила в редакцию 28.05.2024; одобрена после рецензирования 31.05.2024; принята к публикации 03.06.2024.
The article was submitted 28.05.2024; approved after reviewing 31.05.2024; accepted for publication 03.06.2024.
