Необходимо зарегистрироваться, чтобы получить доступ к полным текстам статей и выпусков журналов!
- Название статьи
- Многослойные керамические мембраны с селективной проницаемостью
- Авторы
- Зырянов В. В. , , Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, г. Новосибирск, Россия
- В разделе
- ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ, ОБРАБОТКИ И СОЕДИНЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ
- Ключевые слова
- Год
- 2007 номер журнала 1 Страницы 32 - 49
- Индекс УДК
- 666.3; 546.07; 541.18
- Код EDN
- Код DOI
- Тип статьи
- Обзорная статья
- Аннотация
- Проанализировано состояние дел в области оксидно-керамических мембран с кислородной проводимостью, перспективных для приложений, в том числе для разработки твердо-оксидных топливных элементов и каталитических мембранных реакторов. Предложен новый подход к разработке многослойных керамических мембран с градиентом пористости и состава, основанный на применении модифицированного стеклокристаллического композита в качестве материала для инертных пористых подложек и использовании керамических нанопорошков механохимического происхождения. Главная проблема в получении плотных нанесенных мембран, связанная с рассогласованием усадок подложек и керамических слоев, была успешно решена использованием подходящих фракций, выделенных из механохимических нанопорошков. Сформулированы некоторые правила синтеза сложных оксидов с требуемыми свойствами по их составу. Представлена схема получения многослойных мембран с оптимальной для лабораторных исследований архитектурой в форме пробирок. Несколько реакторов с почти газоплотной мембраной и рабочей поверхностью 40 см2 были изготовлены и протестированы.
- Полный текст статьи
- Необходимо зарегистрироваться, чтобы получить доступ к полным текстам статей и выпусков журналов!
- Список цитируемой литературы
-
Chu W.-F., Thangadurai V., Weppner W. Ionics - a key technology for our energy and environmental needs on the rise//Ionics. Springer-Verlag. 2006. 10.1007/s11581-006-0015-5.
Arcella V., Ghielmi A., Merlo L., Gebert M. Membrane electrode assemblies based on perfluorosulfonic ionomers for an evolving fuel cell technology//Desalination. 2006. V. 199. P. 6-8.
Basile A., Gallucci F., Paturzo L. Hydrogen production from methanol by oxidative steam reforming carried out in a membrane reactor//Catal. Today. 2005. V. 104. P. 251-259.
Silva V. S., Ruffmann B., Vetter S. et al. Characterization and application of composite membranes in DMFC//Catal. Today. 2005. V. 104. P. 205-212.
Arico A. S., Baglio V., Di Blasi A. et al. Proton exchange membranes based on the short-side-chain perfluorinated ionomer for high temperature direct methanol fuel cells//Desalination. 2006. V. 199. P. 271-273.
Ионе К. Г. О роли водорода в техногенной эволюции земли. - Новосибирск: НИЦ "Неосит". 2003. - 68 с.
Zyryanov V. V., Uvarov N. F., Sadykov V.A. et al. Mechanosynthesis of complex oxides and preparation of mixed conducting nanocomposites for catalytic membrane reactors//Catal. Today. 2005. V. 104. P. 114-119.
Thangadurai V., Weppner W. Development and investigation of perovskite (ABO3)-type oxides for power generation//Ionics. 2002. V. 8. P. 360.
Thangadurai V., Weppner W. Fuel cell and hydrogen technologies/D. Ghosh (ed.) METSOC, Canada. 2005. P. 295-310.
Thangadurai V., Weppner W. Review: Recent progress in solid oxide and lithium ion conducting electrolytes research//Ionics. Springer-Verlag. 2006. 10.1007/s11581-006-0013-7.
Brandon N. P., Corcoran D., Cummins D. et al. Development of metal supported solid oxide fuel cells for operation at 500-600 °C/JMEPEG. 2004. V. 13. P. 253-256.
Kleinogel C., Gauckler L. J. Sintering and properties of nanisized ceria solid solutions//Solid State Ionics. 2000. V. 135. P. 567-573.
Lu H., Tong J., Cong Y., Yang W. Partial oxidation in Ba0,5Sr0,5Co0,8Fe0,2O3-x membrane reactor at high pressures//Catal. Today. 2005. V. 104. P. 154-159.
Крегер Ф. Химия несовершенных кристаллов. - М.: Мир, 1969. - 654 с.
Кофстад П. Отклонение от стехиометрии, диффузия и электропроводность в простых оксидах металлов. - М.: Мир, 1975. - 396 с.
Sammels A. F., Mundschau M. V., Xie X., Evenson C. R. Dense membranes for methane conversion to hydrogen with carbon dioxide sequestration. Book of abstracts 7th ICCMR, Cetraro, Italy, 11- 14 September 2005. P. 36-37.
Костикова Г. П., Костиков Ю. П. Химические процессы при легировании оксидов. - СПб: Изд-во С.-Петербургского ун-тета. 1997. - 156 с.
Zyryanov V., Uvarov N., Kostrovskii V., Sadykov V. et el. Design of new oxide ceramic materials and nanocomposites with mixed conductivity by using mechanical activation route//Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 2003. V. 755. P. DD.6.27.1-6.
Nemudry A., Uvarov N. Nanostructuring in composites and grossly nonstoichiomentric or heavily doped oxides//Solid State Ionics. 2006. V. 177. P. 2491-2494.
Vаn Hassel B. A. Oxygen transfer across composite oxygen transport membranes//Solid State Ionics. 2004. V. 174. P. 253.
Bouwmeester H. J. M., Burggraaf A. J. CRC Handbook of Solid State Electrochemistry//P. J. Gellings, H. J. M. Bouwmeester (Eds.), CRC Press. 1997. P. 481.
Zyryanov V. V., Sadykov V. A. Design of multilayered ceramic MIEC membranes//Desalination. 2006. V. 199. № 1-3. P. 299-301.
Zyryanov V. V., Sadykov V. A., Uvarov N. F. et al. Mechanosynthesis of complex oxides with fluorite and perovskite-related structures and their sintering into nanocomposites with mixed ionic-electronic conductivity//Solid State Ionics. 2005. V. 176. P. 2813-2818.
Park J.-Y., Wachsman E. D. Stable and high conductivity ceria/bismuth oxide bilayer electrolytes for lower temperature solid oxide fuel cells//Ionics. Springer-Verlag. 2006. 10.1007/s11581-006-0010-x.
Akin F. T., Lin Y. S. Controlled Oxidative Coupling of Methane by Ionic Conducting Ceramic Membrane//Catal. Lett. 2002. V. 78. № 1-4. P. 239-242.
Zyryanov V. V., Sadykov V. A., Alikina G. M., Ivanovskaya M. I., Neophytides S. The catalytic membrane reactor for the methane conversion. Book of Abstracts ICCMR7, September 11-14, 2005. Cetraro, Italy. P. 279-282.
Zyryanov V. V., Sadykov V. A., Alikina G. M. Design of multilayered ceramic MIEC membranes. Separation Science and Technology. 2007.
Liu Y., Hong L. Fabrication and characterization of (Pd/Ag)-La0,2Sr0,8CoO3-d composite membrane on porous asymmetric substrates//J. Membr. Sci. 2003. V. 224. P. 137-150.
Zyryanov V. V. Mechanism of mechanochemical synthesis of complex oxides and peculiarities of their nano-structurization determining sintering//Sci. Sintering. 2005. V. 37. P. 77-92.
Zyryanov V. V. Processing of oxide ceramic powders for nanomaterials using high-energy planetary mills. Interceram. 2003. V. 52. № 1. P. 22-26.
Зырянов В. В., Костровский В. Г., Садыков В. А., Ивановская М. И. Особенности наноструктурирования механохимических порошков сложных оксидов и керамики на их основе/Доклады международной конференции "Физикохимические процессы в неорганических материалах" ФХП-9, Кемерово, Россия, 22-25 сентября 2004. Т. 2. С. 142-147.
Zyryanov V. V., Uvarov N. F., Kostrovskii V. G., Sadykov V. A. et аl. Design of new oxide ceramic materials and nanocomposites with mixed conductivity by using mechanical activation route//Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 2003. V. 755. P. DD.6.27.1-6.
Зырянов В. В. Сверхбыстрый синтез сложных оксидов при механической обработке// Неорган. материалы. 2005. Т. 41. № 4. С. 450-464.
Зырянов В. В. Особенности структуры фаз Ауривиллиуса BIMEVOX (ME= V,Zn,Sc,Sb,In,Pb), полученных механохимическим синтезом//Журн. структур. химии, 2004. Т. 45. № 6. С. 135-142.
Goya G. F., Rechenberger H. R., Ibarra M. R. Spin dynamics of nanostructured La2/3Ca1/3MnO3/Materials Science Forum. 2002. V. 386-388. P. 433-438.
Зырянов В. В. Механохимические реакции и структура продуктов в системах PbO-Sb2O5(Sb2O3)//Неорган. материалы. 2001. Т. 37. № 12. С. 1497-1504.
Зырянов В. В. Механохимические реакции и кристаллическая структура продуктов в системах CdO(HgO)-Sb2O5(Sb2O3)//Неорган. материалы. 2001. Т. 37. № 11. С. 1336-1347.
Зырянов В. В. Механохимический синтез и термическое поведение метастабильных сложных оксидов в тройной системе CaO-Sb2O3-Bi2O3//Там же. 2003. Т. 39. № 11. С. 1347-1355.
Зырянов В. В., Смирнов В. И., Ивановская М. И. Механохимический синтез кристаллических соединений в системе Bi2O3-GeO2//Там же. 2005. Т. 41. № 6. С. 711-719.
Зырянов В. В. Спекание и диэлектрические свойства сегнетокерамики на основе Pb(Zn1/3Nb2/3)O3//Там же. 2006. Т. 42. № 6. С. 755-759.
Зырянов В. В. Механохимическая керамическая технология: возможности и перспективы// В кн. Механохимический синтез в неорганической химии/Под ред. Е. Г. Авакумова. - Новосибирск: Наука, 1991. С. 102-125.
Зырянов В. В., Сысоев В. Ф. и др. Способ обработки диэлектрических материалов. А.с. 1375328 СССР. Бюл. изобр. 1988. № 7. С. 39.
Lu L., Lai M. O. Mechanical Alloying. Boston/London: Kluwer Academic Publishers, 1998.
Zyryanov V. V., Uvarov N. F., Sadykov V. A. et al. Mechanochemical synthesis, structure and properties of nanocrystalline metastable perovskites and fluorites for solid electrolyte applications// J. Struct. Chem. 2004. V. 45. Supplement 1. P. S127-S132.
Zyryanov V. V., Uvarov N. F., Sadykov V. A. Mechanosynthesis of complex zirconia based solid solutions and conductivity of nanoceramics. Book of abstracts of Topical Meeting of the European Ceramic Society "StructChem 2006". - S.-Petersburg. 2006. P. 46.
Sadykov V., Muzykantov V., Mezentseva N., Ivanov V., Zaikovskii V., Ishchenko A., Vasylyev O., Vereschak V., Smirnova A., Kilner J. A., Kosacki I., Irvine J., Uvarov N., Zyryanov V. Scandia-Stabilized zirconia: Effect of dopants on surface/grain boundary segregation on transport properties// Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 2007. V. 972 "Solid Sate Ionics".
Зырянов В. В. Создание нанокерамических и композиционных материалов на основе сложных оксидов механохимическим керамическим методом//Конструкции из композиционных материалов. 2001. Вып. 3. С. 3-20.
Бальшин М. Ю. Порошковое металловедение. - М.: Металлургиздат, 1948.
Хермель В., Кийбак Б., Шатт В. и др. В кн. Процессы массопереноса при спекании/Под ред. В. В. Скорохода. - Киев: Наукова думка, 1987.
Гегузин Я. Е. Физика спекания. - М.: Наука, 1984. - 312 с.
Зырянов В. В. Электромассклассификатор. А.с. 1403439 СССР. 1988.
Bredesen R., Sogge J. Paper presented at the UN Economic Commission for Europe Seminar on Ecological Applications of Innovative Membrane Technology in Chemical Industry, Chem/Sem, 21/R.12, Cetraro, Calabria, Italy. 1996. May 1-4.
- Купить