Труды КНЦ (Технические науки вып.3/2023(14))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 3. С. 157-163. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 3. P. 157-163. Научная статья УДК 541.35 doi:10.37614/2949-1215.2023.14.3.029 КИСЛОРОД-ИОННАЯ ПРОВОДИМОСТЬ В СОЕДИНЕНИЯХ СО СТРУКТУРОЙ ТИПА ГОЛЛАНДИТА LnMo 6 O 12 (Ln = Pr, Nd) Наталья Александровна Кабанова Межвузовский научно-исследовательский центр по теоретическому материаловедению, Самарский государственный технический университет, г. Самара, Россия weterrster@gmail.com Аннотация Приведены результаты исследования путей диффузии иона кислорода в структурах соединений PrMo 6 O 12 и NdMo 6 O 12 , имеющих структуру типа голландита, при помощи комплексного теоретического подхода, включающего GT-анализ, BVSE-метод, DFT-моделирование. Показано, что миграция 0 2--ионов осуществляется по одномерной системе каналов, преимущественной является диффузия по переходам, располагающимся между атомами празеодима и молибдена. Энергетические барьеры переходов превышают 1,23 эВ, следовательно, кислород-ионная проводимость при комнатной температуре затруднена. Ключевые слова: oксимолибдаты лантаноидов, DFT-моделирование, кислород-ионная проводимость Благодарности: статья выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда № 22-23-00355. Для цитирования: Кабанова, Н. А. Кислород-ионная проводимость в соединениях со структурой типа голландита LnMo 6 O 12 (Ln = Pr, Nd) / Н. А. Кабанова // Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 3. С. 157-163. doi:10.37614/2949-1215.2023.14.3.029. Original article OXYGEN-IONIC CONDUCTIVITY IN COMPOUNDS WITH A HOLLANDITE TYPE STRUCTURE LnMo 6 O 12 (Ln = Pr, Nd) Natalya A. Kabanova Interuniversity Research Centre for Theoretical Materials Science, Samara State Technical University, Samara, Russia weterrster@gmail.com Abstract The results of the study of oxygen ion diffusion paths in the structures of PrMo 6 O 12 and NdMo 6 O 12 compounds having a hollandite type structure using a complex theoretical approach, including GT analysis, BVSE method, and DFT modeling, are presented. It is shown that the migration of O2 ions occurs along a one-dimensional system of channels, diffusion along transitions located between the atoms of praseodymium and molybdenum is predominant. The energy barriers of the transitions exceed 1.23 eV, therefore, oxygen-ion conductivity at room temperature is difficult. Keywords: Lanthanide oxymolybdates, DFT modeling, oxygen-ion conductivity Acknowledgments: the article was supported by the Russian Science Foundation grant No. 22-23-00355. For citation: Kabanova N. A. Oxygen-ionic conductivity in compounds with a hollandite type structure LnMo 6 O 12 (Ln = Pr, Nd) // Transactions of the to la Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 3. P. 157-163. doi:10.37614/2949-1215.2023.14.3.029. Введение Соединения со структурой типа голландита активно исследуются в качестве различных ион- проводящих материалов в электрохимических источниках токах [1, 2], однако работ по кислород- ионной проводимости в данной группе соединений недостаточно. Изоструктурные соединения PrM 0 6 O 12 и NdM o 6 O 12 кристаллизуются в тетрагональной пространственной группе I4/m и имеют сходство со структурой минерала голландита BaMn 6 O 14 [3]. Согласно [4, 5], цепочки октаэдров MoO6 с общими ребрами образуют бесконечную структуру с каналами квадратной формы вдоль оси с, © Кабанова Н. А., 2023 157