Показана перспективность использования титанатов магния и никеля в газовых сенсорах и в качестве электродных материалов в водородных топливных элементах.
Ученые лаборатории физико-химического конструирования и синтеза функциональных материалов Института химии силикатов им. И.В. Гребенщикова опубликовали результаты исследования свойств титанатов магния и никеля со структурой голландита в журнале Ceramics International (Besprozvannykh N.V., Sinel’shchikova O.Yu., Morozov N.A., Kuchaeva S.K., Galankina O.L. Combustion synthesis and electrophysical properties of hollandites of the system K2O–MeO–TiO2 (Me = Mg, Ni, Cu) // Сeramics Internetional. 2022. Vol. 48. Issue 17. P. 24283-24289). https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.04.048
Керамика на основе голландита в основном производится традиционным твердофазным методом. Однако применение «мокрой» химии позволяет улучшить ее морфологические характеристики, повысить пористость и т. д., а также изменить электрофизические свойства. В представленном исследовании методом сжигания цитратно-нитратных композиций (частный случай золь-гель метода) получена высокопористая керамика на основе материалов со структурой типа голландита общей формулы K2xMexTi8–xO16 (Me = Mg, Ni, Cu) (0,62≤x≤0,8) (по результатам МРСА). Структуру полученного материала исследовали с помощью рентгеноструктурного анализа и СЭМ-анализа. При изучении электрофизических свойств было установлено, что в токе водорода электропроводность полученных титанатов магния и никеля значительно возрастает во всем исследованном интервале температур. Так, при 800 °С оценивали скорость отклика на изменение типа атмосферы. Изменение сопротивления на три порядка для никелевой и магниевой голландитовой керамики происходило менее чем за 30 секунд, а равновесное значение, характерное для данной температуры, достигалось примерно за 2 минуты. При этом структура типа голландита, по данным РФА, сохранялась даже после многократного повторения цикла восстановления/окисления при температуре ≤ 800 °С. Таким образом, керамика на основе титанатов магния и никеля со структурой голландита может быть использована для создания газовых сенсоров и в качестве электродных материалов в водородных топливных элементах.
