Самодифузія кисню в апатитах

Abstract

UA: Апатити - особливий клас функціональних матеріалів, що мають широкий діапазон стехіометрій і кристалічних структур. Механізми дифузії кисню і енергія активації в цих матеріалах в основному визначаються їх складом і кристалічною структурою. У цьому огляді ми детально розглянемо властивість самодифузії в апатитах, оскільки саме вона є важливою для потенційних застосувань апатитів як електролітів у твердотілих оксидних паливних елементах.

EN: Apatites are a very important class of functional materials that exhibit a range of stoichiometries and crystal structures. The oxygen diffusion mechanisms and activation energies in these materials are highly influenced by the composition and crystal structure. We review recent investigations on apatites with a focus on their self-diffusion properties as these are important for their potential application as electrolytes in solid oxide fuel cells. The present review is mainly concerned with oxygen diffusion in apatites, a system that is currently being considered as a SOFC electrolyte material. The focus will be on recent insights from atomic scale computational modelling. This brief review is structured as follows. First, we describe the different diffusion mechanisms and the relevant computational methodologies. This is followed by the discussion of apatite relevant for applications as SOFC electrolyte materials. Then we discuss how in apatites the effects of anisotropy and lattice dynamics are important. Finally, we summarize and present an outlook for future directions. The aim of the present contribution is to specifically review oxygen diffusion on apatite materials focusing on recent advances.