ПЕРОВСКІТНА ФАЗА У СИСТЕМІ CaO–CeO2–Fe2O3: КРИСТАЛІЧНА СТРУКТУРА ТА ЕЛЕКТРОХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ

М. Hembarska, О. Zaremba, V. Kordan, P. Demchenko, V. Pavlyuk


DOI: http://dx.doi.org/10.30970/vch.6801.053

Анотація


У системі CaO–CeO2–Fe2O3 виявлено утворення нової сполуки Ca0,5Ce0,5FeO3 зі структурою ромбічного перовскіту (структурний тип GdFeO3, символ Пірсона oP20, просторова група Pnma, a = 5,5603(3), b = 7,6875(4), c = 5,3573(3) Å, RI = 0,0433, RP = 0,0281, RWP = 0,0353, REXP = 0,0361, c2 = 0,96). Вивчено електрохімічні властивості цієї фази як катодний матеріал літій-іонного акумулятора. Процеси розряджання/заряджання проводили протягом 50-ти циклів. Кількість інтеркальованого літію становить 0,18 атома на формульну одиницю. Кристалічна структура перовскіту не змінюється під час літіювання, а синтезовану електрохімічним способом фазу Ca0,5Ce0,5FeO3:хLi можна розглядати як твердий розчин включення/заміщення (структурний тип GdFeO3, символ Пірсона oP20, просторова група Pnma, a = 5,5604(3), b = 7,6885(5), c = 5,3575(3) Å, RI = 0,0659, RP = 0,0323, RWP = 0,0409, REXP = 0,0424, c2 = 0,93). Після проходження 50-ти циклів електрохімічного літіювання/делітіювання морфологія поверхні електрода змінюється – утворюються пластинчасті та блокоподібні агрегати розмірами 2–5 μм на основі дрібних частинок сферичної форми ~300–700 нм.

 

Ключові слова: система CaO–CeO2–Fe2O3, твердофазний синтез, кристалічна структура, перовскіт, електрохімічне літіювання.


Повний текст:

PDF

Посилання


Wagner P., Wackers G., Cardinaletti I., Manca J., Vanacken J. From colossal magnetoresistance to solar cells: an Overview on 66 Years of Research into Perovskites // Phys. Status Solidi A. 2017. Vol. 9. P. 1700394. DOI: https://doi.org/10.1002/pssa.201700394

Tilley R. J. D. Perovskites Structure-Property Relationships // John Wiley & Sons, Ltd. UK, 2016. 328 p. DOI: https://doi.org/10.1002/9781118935651

Thomas S., Thankappan A. Perovskite photovoltaics. Basic to Advanced Concepts and Implementation // Academic Press, Elsevier, UK, 2018. 501 p.

Kapustina Т. P. Introduction of hybrid perovskite for solar cells // Sci. review. Kharkov State Automobile and Road College. 2019. No. 1. P. 54–62
(in Ukrainian).

Ding P., Li W., Zhao H., Wu C., Zhao L., Dong B., Wang S. Review on Ruddlesden–Popper Perovskites as Cathode for Solid Oxide Fuel Cells // J. Phys.: Mater. 2021. Vol. 4(2). P. 022002. DOI: https://doi.org/10.1088/2515-7639/abe392

Yan J., Wang D., Zhang X., Li J., Du Q., Liu X., Zhang J., Qi X. A high-entropy perovskite titanate lithium-ion battery anode // J. Mater. Sci. 2020. Vol. 55. P. 6942–6951. DOI: https://doi.org/10.1007/s10853-020-04482-0

Kong H., Wu J., Han Y., Zhang Y., Zhou N., Chen Q., Sun W., Zhou H., Peng L. One-dimensional perovskite-based Li-ion battery anodes with high capacity and cycling stability // J. Energy Chem. 2022. Vol. 72. P. 73–80. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jechem.2022.04.021

Kordan V. M., Zaremba O. I., Demchenko P. Yu., Pavlyuk V. V. Synthesis and electrochemical properties of LiyCaxNd1-xMnO3 solid solution // Acta Phys. Pol. A. 2022. Vol. 141, No. 4. P. 273–277. DOI: https://doi.org/10.12693/APhysPolA.141.273

Kordan V., Zaremba O., Demchenko P., Pavlyuk V. Synthesis and electrochemical properties of LіxCa0.5Sm0.5O3 phase // Visnyk Lviv Univ. Ser. Chem. 2022. Vol. 63. P. 143–152 (in Ukrainian). DOI: https://doi.org/10.30970/vch.6301.143

Kordan V., Zaremba O., Demchenko P., Pavlyuk V. Synthesis and electrochemical properties of LiyM1-xCaxMnO3 (M = Pr, Eu) solid solutions // Phys. Chem. Solid State. 2022. Vol. 23(4). P. 699–704. DOI: https://doi.org/10.15330/pcss.23.4.699-704

Kordan V., Zaremba O., Demchenko P., Pavlyuk V. Electrochemical synthesis of the LixCa0,5Pr0,5FeO3 phase // Visnyk Lviv Univ. Ser. Chem. 2025. Vol. 66. P. 102–110 (in Ukrainian). DOI: https://doi.org/10.30970/vch.6601.102

Villars P., Cenzual K. (Eds.) Pearson’s Crystal Data – Crystal Structure Database for Inorganic Compounds // ASM International: Materials Park, OH, USA, Release. 2023/24.

Rodriguez-Carvajal J. Fullprof: A program for Rietveld refinement and pattern matching analysis // Coll. Abstr. Satellite Meeting on Powder Diffraction of the XV Congress of the IUCr. Toulouse, 1990. P. 127.

Ritter C., Ceretti M., Paulus W. Determination of the magnetic structures in orthoferrite CeFeO3 by neutron powder diffraction: First order spin reorientation and appearance of an ordered Ce-moment // J. Phys.: Condens. Matter. 2021. Vol. 33. P. 215802, 1–8. DOI: https://doi.org/10.1088/1361-648x/abe64a


Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.