Лаборатория химического дизайна новых многофункциональных материалов

Лаборатория создана в целях привлечения ведущих учёных в российские вузы (постановление №220 Правительства Российской Федерации, приказ ректора Уральского федерального университета № 1120/03 от 16.12.2019 г.).

 

Научно-исследовательская лаборатория является структурным подразделением школы наук Института естественных наук и математики.

Основные цели Лаборатории:

• развитие новых перспективных научных направлений, конкурентоспособных в мире, а также приоритетных направлений научно-технического развития России, утверждённых Правительством РФ;

• выполнение теоретических и экспериментальных исследований, по направлениям «Физическая химия оксидных материалов» и «Химия твёрдого тела оксидных материалов»;

• расширение научного и образовательного сотрудничества между сотрудниками Университета и зарубежными учёными, а также развитие междисциплинарного научного взаимодействия между подразделениями Университета, между Университетом и учреждениями Российской академии наук, а также другими вузами.

 

amaignanНаучный руководитель лаборатории — Антуан Миньон (Antoine Maignan).

Доктор Антуан Миньон является ведущим сотрудником лаборатории CRISMAT, одной из ведущих в мире в области новых функциональных оксидов. С 2004 по 2016 год Антуан Миньон являлся директором этой лаборатории. Находясь у истоков первых исследований термоэлектрических оксидов и их применения, Национальный центр научных исследований (CNRS) создал новое подразделение «CNRT» (Технологический национальный исследовательский центр) для организации на национальном уровне технологических исследований по термоэлектричеству. Доктор Миньон возглавляет эту структуру с 2015 года по настоящее время.

Научная продукция доктора Миньона: > 21 000 ссылок, более 700 публикации, h = 70. Награды: Серебряная медаль Национального центра научных исследований Франции (CNRS), 2002. Награда в области химии твёрдого тела Секции Французского химического Общества, 2000.

 


 

Штат лаборатории

Миньон Антуан, заведующий лабораторией
Черепанов Владимир Александрович д.х.н., профессор, заместитель заведующего 
Зуев Андрей Юрьевич д.х.н., доцент
Цветков Дмитрий Сергеевич д.х.н., доцент
Киселев Евгений Александрович к.х.н.
Волкова Надежда Евгеньевна к.х.н.
Иванов Иван Леонидович к.х.н.
Урусова Анастасия Сергеевна к.х.н.
Аксенова Татьяна Владимировна к.х.н., доцент
Гилев Артем Рудольфович к.х.н.
Середа Владимир Владимирович к.х.н.
Малышкин Дмитрий Андреевич к.х.н.
Гаврилова Людмила Яковлевна к.х.н.
Цветкова Надежда Сергеевна к.х.н.
Филонова Елена Александровна к.х.н., доцент
Брюзгина Анна Владимировна, аспирант
Седнев-Луговец Антон Леонидович, аспирант
Хвостова Лада Вячеславовна, к.х.н.
Маклакова Анастасия Владимировна, аспирант
Головачев Иван Борисович, аспирант
Мазурин Максим Олегович, аспирант
Базуева Мария Викторовна, аспирант
Новиков Андрей Юрьевич, студент
Суханов Кирилл Станиславович, студент
Яговитин Роман Евгеньевич, студент
Тропин Евгений Сергеевич, к.х.н.
Фарленков Андрей Сергеевич, к.х.н.
Власова Мария Алексеевна, студент
Ершов Василий Дмитриевич, студент
Бастрон Ирина Александровна, аспирант
Соломахина Елизавета Евгеньевна, аспирант
Ожиганов Максим Эдуардович, студент
Альхамова Алина Димовна, студент
Середа Анна Владимировна, студент.


 

События лаборатории

C 4 по 8 февраля 2020 года состоялась выездная зимняя Школа химии твёрдого тела, которая является составной частью проекта, выполняемого коллективом учёных Университета по гранту Постановлению №220 Правительства РФ. Количество участников Школы составило 116 человек. Одним из лекторов и участников Школы выступил руководитель Лаборатории химического дизайна новых многофункциональных материалов, доктор Антуан Миньон. Его лекция на тему «The new Fe4A2O9 (A=Nb or Ta) magnetoelectric oxides: on the peculiar role of divalent iron in the «429» corundum derivatives» вызвала большой интерес участников Школы. Впервые в этом году был издан сборник материалов Школы. 

amaignanwssbc amaignanwssbc2
amaignanwssbc3 amaignanwssbc4

 

C 6 по 9 октября 2020 года Проведена XXX Российская молодёжная научная конференция с международным участием «Проблемы теоретической и экспериментальной химии», посвящённая 100-летию Уральского федерального университета. По тематике проекта его исполнителями представлено 30 докладов:

1. Maignan A., Daou R., Guilmeau E., Lebedev O., Hébert S. (MAGNETO)THERMOPOWER AND THERMAL CONDUCTIVITY IN OXIDES AND SULFIDES. (тезисы доклада с. 198).

2. Визнер А.С., Брюзгина А.В., Урусова А.С., Черепанов В.А. Сложные оксиды, образующиеся в системе Y – Ca – Co – O при 900 °С. (тезисы доклада с. 203).

3. Соломахина Е.Е., Брюзгина А.В., Урусова А.С Слоистые оксиды с общей формулой Y2Ba3Fe5-xCoxO13+δ. (тезисы доклада с. 210).

4. Чекушина Я.В., Хвостова Л.В., Волкова Н.Е., Гаврилова Л.Я. Кристаллическая структура и кислородная нестехиометрия оксидов системы Sr – Ho – Fe – O. (тезисы доклада с. 211).

5. Яговитин Р.Е., Иванов И.Л., Зуев А.Ю., Цветков Д.С., Малышкин Д.А., Середа В.В. Изучение кислородной нестехиометрии NdBaCo2O6-δ методом проточного реактора. (тезисы доклада с. 212).

6. Айсаринова Д.Т., Базуева М.В., Волкова Н.Е Синтез и кристаллическая структура твердых растворов PrFe1-xCoxO3-δ. (тезисы доклада с. 213).

7. Альхамова А.Д., Галайда А.П., Волкова Н.Е., Гаврилова Л.Я Структура и свойства сложных оксидов EuCoxFe1-xO3-δ (0≤x≤1). (тезисы доклада с. 216).

8. Баженова П.А., Волкова Н.Е., Сунцов А.Ю. Кристаллическая структура и свойства сложных оксидов LnBaCu1-xFe1+xO5+δ (Ln = Sm, Gd). (тезисы доклада с. 218).

9. Базуева М.В., Волкова Н.Е., Гаврилова Л.Я Изучение фазовых равновесий в системе Pr – Ba – Fe – O. (тезисы доклада с. 219).

10. Бастрон И.А., Волкова Н.Е., Сунцов А.Ю., Гаврилова Л.Я. Структура и физико-химические свойства твердых растворов Ba0.6Ln0.4Fe1–xCoxO3-δ (Ln=Dy, Ho; x=0.3 – 0.4). (тезисы доклада с. 220).

11. Боровитин Д.С., Гилев А.Р., Киселев Е.А., Черепанов В.А. Кристаллическая структура, кислородная нестехиометрия и транспортные свойства фаз La1.5(Ca/Sr)0.5Ni1-yCoyO4+δ. (тезисы доклада с. 221).

12. Брюзгина А.В., Урусова А.С., Черепанов В.А. Термодинамическая стабильность твердого раствора YFe1-xCoxO3 при различной температуре. (тезисы доклада с.222).

13. Власова М.А., Маклакова А.В., Волкова Н.Е., Гаврилова Л.Я. Кристаллическая структура и физико-химические свойства сложных оксидов Sr1-xPrxCoO3-δ. (тезисы доклада с.223).

14. Дягилева А.И., Галайда А.П., Волкова Н.Е., Гаврилова Л.Я., Черепанов В.А. Кристаллическая структура сложных оксидов Gd2-xCaxMeO4-δ (Me = Fe, Co). (тезисы доклада с.226).

15. Коломиец Е.С., Кузнецова Е.В., Брюзгина А.В., Урусова А.С., Черепанов В.А. Синтез и кристаллическая структура оксидов Ме1-xDyxCoO3-δ (Ме=Ba, Sr). (тезисы доклада с. 232).

16. Кудашева Е.В., Боровитин Д.С., Гилев А.Р., Киселев Е.А., Черепанов В.А. Фазовые равновесия и кристаллическая структура фаз в системе La2–xCaxNi1–yCoyOδ. (тезисы доклада с. 235).

17. Легонькова В.С., Аксенова Т.В. Синтез и структура твердых растворов Nd0.8Ba0.2Co1-yFeyO3-δ. (тезисы доклада с. 237).

18. Максимчук Т.Ю., Русских О.В., Пикалова Е.Ю., Пикалов С.М., Филонова Е.А. Кристаллическая структура и функциональные свойства Nd1.6Ca0.4Ni1-хCuхO4+δ как катодов для ТОТЭ. (тезисы доклада с. 239).

19. Савельева О.А., Хвостова Л.В., Волкова Н.Е., Черепанов В.А. Синтез, кристаллическая структура и физико-химические свойства сложных оксидов в системе Pr – Sr – Fe – O. (тезисы доклада с. 251).

20. Соломахина Е.Е., Брюзгина А.В., Урусова А.С., Черепанов В.А. Сложные оксиды типа перовскита с общей формулой Y1.2Ba1.8Fe3-xCoxO8+δ. (тезисы доклада с. 253).

21. Суханов К.С., Гилев А.Р., Киселев Е.А., Черепанов В.А. Влияние влажности на кристаллическую структуру и транс-портные свойства La1.4(Ca/Sr)0.6Ni1-yFeyO4+δ (y=0.4-0.5). (тезисы доклада с. 256).

22. Трапезникова Е.В., Волкова Н.Е., Черепанов В.А. Получение и кристаллическая структура сложных оксидов, образующихся в системах Ln – Ba – Fe – Co – O (Ln=Eu, Gd). (тезисы доклада с. 259).

23. Батенькова А.С., Маклакова А.В., Волкова Н.Е., Черепанов В.А. Исследование физико-химических свойств сложнооксидных фаз, образующихся в системе Gd – Sr – Co – O. (тезисы доклада с. 266).

24. Брюзгина А.В., Урусова А.С., Соломахина Е.Е., Черепанов В.А. Синтез сложных оксидов состава Y2-vBa3+vFe5O13+δ. (тезисы доклада с. 267).

25. Урусова А.С., Брюзгина А.В., Визнер А.С. Аттестация топливного элемента с катодом Y2Ba3Fe3.1Co1.9O13+δ. (тезисы доклада с. 276).

26. Малышкин Д.А., Новиков А.Ю., Седнев-Луговец А.Л., Цветков Д.С. Кислородная нестехиометрия BaCo0.8Gd0.2O3–δ. (тезисы доклада с. 277).

27. Новиков А.Ю., Малышкин Д.А., Цветков Д.С. Исследование сложных оксидов в ряду BaCo1–xGdxO3–δ. (тезисы доклада с. 278).

28. Ожиганов М.Э., Гилев А.Р., Киселев Е.А., Черепанов В.А. Синтез фаз Раддлсдена-Поппера Lan+1NinO3n+1 (n = 1, 2, 3) для исследования электрохимических свойств методом импедансной спектроскопии. (тезисы доклада с. 279).

29. Седнев-Луговец А.Л., Цветков Д.С., Малышкин Д.А. Приращения энтальпии и теплоемкость PrBaCo2O6-δ. (тезисы доклада с. 280).

30. Головачев И.Б., Немченко В.А., Трушников А.А., Килина А.А., Мычинко М.Ю., Волкова Н.Е. Структура и физико-химические свойства перовскитоподобных оксидов общего состава Sm0.4Ba0.6Fe1-xMexO3-δ (Me = Ni, Co, Cu; x=0 – 0.3) (тезисы доклада с. 283).

С полным сборником тезисов докладов можно познакомиться в разделе конференции.

 

С 9 по 10 февраля 2021 года успешно прошла юбилейная XXX Зимняя Школа по химии твёрдого тела. В программе школы доклады ведущих российских и иностранных лекторов:

1. д.х.н. Н.Ф. Уваров (Институт химии твёрдого тела и механохимии СО РАН);

2. к.х.н. А.Ю. Сунцов (Институт химии твёрдого тела УрО РАН);

3. к.ф.-м.н. А.А. Красилин (ФТИ им. А.Ф. Иоффе);

4. dr. A. Maignan (CRISMAT, University of Caen, and University of Le Havre, France);

5. д.х.н. О.В. Бушкова (Институт химии твёрдого тела УрО РАН и ЦК НТИ по технологиям новых и мобильных источников энергии при Институте проблем химической физики РАН);

6. prof. dr. J. Bachmann (Friedrich-Alexander University of Erlangen-Nürnberg, Germany; Institute of Chemistry, Saint Petersburg State University, Russia);

7. д.х.н. П.А. Абрамов (Институт неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН);

8. к.х.н. И.И. Тумкин (Санкт-Петербургский государственный университет);

9. к.х.н. Е.В. Скорб (Научно-образовательный центр инфохимии ИТМО);

10. к.х.н. А.В. Охохонин (Уральский федеральный университет);

11. prof. Truls Norby (Department of Chemistry, University of Oslo. Norway).

С материалами Школы можно познакомиться в разделе конференции.

 

С 20 по 23 апреля 2021 года проведена XXXI Российская молодёжная научная конференция, посвящённая 90-летию со дня рождения профессора В.М. Жуковского «Проблемы теоретической и экспериментальной химии». Список докладов сотрудников лаборатории:

Устные доклады: 1. Альхамова А.Д., Галайда А.П., Волкова Н.Е., Гаврилова Л.Я. Кристаллическая структура и физико-химические свойства сложных оксидов EuCoxFe1-xO3-δ (0≤x≤1).

2. Власова М.А., Маклакова А.В., Волкова Н.Е., Гаврилова Л.Я. Синтез, кристаллическая структура и свойства сложных оксидов в системе Pr-Sr-Co-O.

3. Соломахина Е.Е., Брюзгина А.В., Урусова А.С. Сравнение физико-химических свойств оксидов Y2Ba3Fe2.9Co2.1O13+δ и Y1+wBa2-w(Fe0.66Co0.34)3O8+δ (w=0.2).

4. Мазурин М.О., Ершов В.Д., Цветков Д.С., Иванов И.Л., Зуев А.Ю. Синтез и кристаллическая структура тетрахлоркупрата и гексахлоркупрата глициния.

5. Суханов К.С., Гилев А.Р, Киселев Е. А, Черепанов В. А. Физико-химические свойства и электрохимический импеданс La2-xCaxNi1-yFeyO4+δ (x=0.5, 0.6; y=0.2, 0.3, 0.4).

6. Бастрон И.А., Волкова Н.Е., Гаврилова Л.Я. Фазовые равновесия, кристаллическая структура и кислородная нестехиометрия индивидуальных фаз, образующихся в системе ½Dy2O3 – BaO – ½Fe2O3.

7. Базуева М.В., Беляева М.В., Волкова Н.Е., Гаврилова Л.Я. Фазовые равновесия и физико-химические свойства сложных оксидов PrFeO3-δ-PrCoO3-δ-BaFeO3-δ-BaCoO3-δ.

8. Трапезникова Е.В., Волкова Н.Е., Черепанов В.А. Структура и кислородная нестехиометрия твердых растворов, образующихся в системе EuFeO3-δ-EuCoO3-δ-BaFeO3-δ-BaCoO3-δ.

Стендовые доклады 1. Балин И. А., Малышкин Д.А., Цветков Д.С. Исследование свойств природных цеолитов.

2. Беляева М.В., Базуева М.В., Волкова Н.Е. Изучение фазовых равновесий в системе Pr-Ba-Co-O.

3. Брюзгина А.В., Урусова А.С., Черепанов В.А. Особенности кристаллической структуры соединений Y2Ba3Fe5-uCouO13+δ.

4. Визнер А.С., Брюзгина А.В., Урусова А.С., Черепанов В.А. Синтез и структура сложных оксидов, образующихся в системе ½Dy2O3–SrO–½Fe2O3 при 1100°С.

5. Емелин П.С., Малышкин Д.А., Цветков Д.С. Синтез и исследование кислородной нестехиометрии LaBaCo2O6–δ.

6. Закирьянов П.О., Иванов И.Л., Цветков Д.С., Зуев А.Ю. Синтез и зависимость параметра решетки от температуры и содержания водяного пара в рабочей атмосфере для сложного оксида BaZr1-xYxO3-d (x=0.1, 0.5).

7. Килина А.А., Головачев И.Б., Волкова Н.Е. Исследование кристаллической структуры и кислородной нестехиометрии перовскитоподобных оксидов общего состава Sm0.5-xBa0.5+xFe1-yCuyO3-δ (x=0, 0.1; y = 0.1, 0.5, 0.9).

8. Коломиец Е.С., Брюзгина А.В., Урусова А.С., Черепанов В.А. Сложные оксиды в системе ½ Dy2O3-SrO-CoO.

9. Кудашева Е.В., Киселев Е.А., Гилев А.Р., Черепанов В.А. Исследование фазовых равновесий в системе «La2CoO4»–«Ca2CoO3»–«Ca2NiO3»–La2NiO4 при 1373 K на воздухе.

10. Кузнецова Е.В., Брюзгина А.В., Урусова А.С. Оксиды, образующиеся в системе ½Dy2O3-BaO-CoO.

11. Легонькова В.С., Аксенова Т.В. Кристаллическая структура и кислородная нестехиометрия сложных оксидов Nd1-xBaxCo1-yFeyO3-δ.

12. Максимчук Т.Ю., Федотовских Е.А., Пикалова Е.Ю., Филонова Е.А. Электрохимическая аттестация электродов на основе Nd1.6Ca0.4Ni1-xCuxO4+δ.

13. Мысик Д.К., Аксенова Т.В. Кристаллическая структура и кислородная нестехиометрия сложных оксидов Gd1-xSrxCo1-yFeyO3-δ.

14. Ожиганов М.Э., Гилев А.Р., Киселев Е.А., Черепанов В.А. Исследование фаз Lan+1NinO3n+1 (n = ∞, 1, 2) методом импедансной спектроскопии.

15. Середа А.В., Середа В.В., Цветков Д.С. Синтез и физико-химические свойства сложного оксида La0.7Sr0.3FeO3-δ.

16. Трушников А.А., Головачев И.Б., Волкова Н.Е. Изучение структуры и физико-химических свойств перовскитоподобных оксидов общего состава Sm0.4-xBa0.6+xFe1-yMeyO3-δ (Me = Ni, Co; x=0, 0.2; y=0 – 0.9).

17. Хузягулов Э.Р., Гилев А.Р., Киселев Е.А., Черепанов В.А. Исследование общей электропроводность и термо-ЭДС La1.5Sr0.5Ni1-yMnyO4±δ (y=0.1, 0.2 и 0.3).

18. Чекушина Я.В., Хвостова Л.В., Волкова Н.Е., Черепанов В.А. Кристаллическая структура и фазовые равновесия в системе Sr-Ho-Fe-O.

19. Айсаринова Д.Т., Базуева М.В., Волкова Н.Е., Гаврилова Л.Я. Синтез и кристаллическая структура твердых растворов в системе Pr ̶ Fe ̶ Co ̶O.

С полным сборником тезисов докладов можно познакомиться в разделе конференции.

 

Защиты кандидатских диссертаций аспирантами-сотрудниками лаборатории:

Седнев-Луговец Антон Леонидович (15 октября 2020) на тему «Термодинамическая устойчивость и физико-химические свойства двойных перовскитов YBaCo2O6-δ и HoBaCo2O6-δ».

Тропин Евгений Сергеевич (15 октября 2020) на тему: «Кинетика взаимодействия кислорода газовой фазы с оксидами на основе никелитов лантана и празеодима».

Фарленков Андрей Сергеевич (29 октября 2020) на тему: «Взаимодействие газообразных кислорода, воды и водорода с протонпроводящими оксидами на основе скандата лантана и их структурно-морфологические свойства».

Хвостова Лада Вячеславовна (10 декабря 2020) на тему: «Фазовые равновесия, кристаллическая структура и свойства оксидов в системах ½ Ln2O3- SrO ½ -Fe2O3 (Ln = Sm, Gd)».

 

Защиты докторских диссертаций сотрудниками лаборатории:

Цветков Дмитрий Сергеевич (3 июня 2021) Тема: «Кристаллическая структура, термодинамика образования и разупорядочения сложных оксидов RBaCo2-xMxO6-δ (R=Y, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Ho; M=Mn, Fe, Cu) со структурой двойного перовскита».


 

Публикации лаборатории со ссылками на грант

1. A.S. Urusova, M. Yu. Mychinko, A. Maignan, V.A. Cherepanov Conductivity and stability of ceramic Sr1-xYxFeO3-δ solid solutions. // Ceramics International, 2020, v. 46, p. 24718-24722. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.06.262

2. N.E. Volkova, K.S. Tolstov, L.Ya. Gavrilova, B. Raveau, A. Maignan, V.A. Cherepanov Phase equilibria and stability of intermediate phases in the Sm2O3 – BaO – Fe2O3 system. // Journal of the American Ceramic Society. https://doi.org/10.1111/JACE.17602

3. N.E. Volkova, M.V. Bazueva, D.T. Aisarinova, A.D. Alkhamova, L.Ya. Gavrilova, V.A. Cherepanov, A. Maignan Influence of A- and B-site substitutions on crystal structure and oxygen content in air-prepared Ba1-xPrxFe1-yCoyO3-δ perovskites. // Journal of Alloys and Compounds. v. 860 No 158438. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.158438

4. Е.А. Filonova, E.Yu. Pikalova, T.Yu. Maksimchuk, А.I. Vylkov, S.M. Pikalov, A. Maignan Crystal structure and functional properties of Nd1.6Ca0.4Ni1-yCuyO4+δ as prospective cathode materials for intermediate temperature solid oxide fuel cells. // International Journal of Hydrogen Energy. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.10.243

5. D.S. Tsvetkov, R.E. Yagovitin, V.V. Sereda, D.A. Malyshkin, I.L. Ivanov, A.Yu. Zuev, A. Maignan. Defect structure and redox energetics of NdBaCo2O6-δ. Solid State Ionics, 361 (2021) 115549. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2021.115549

6. A.L. Sednev-Lugovets, D.S. Tsvetkov, V.V. Sereda, R.E. Yagovitin, A.Yu. Zuev, A. Maignan. Defect structure and thermochemistry of YBaCo2O6-δ. Thermochimica Acta, 698 (2021) 178886. https://doi.org/10.1016/j.tca.2021.178886

7. L.V. Khvostova, N.E. Volkova, L.Y. Gavrilova, A. Maignan, V.A. Cherepanov. Phase equilibria and oxygen content of intermediate phases in the Sm2O3–SrO–Fe2O3 system. Journal of the European Ceramic Society, 41 (2021) 4199-4205. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2021.02.041

8. L. Skutina, E. Filonova, D. Medvedev, A. Maignan. Undoped Sr2MMoO6 Double Perovskite Molybdates (M = Ni, Mg, Fe) as Promising Anode Materials for Solid Oxide Fuel Cells. Materials, 14, No 1715. https://doi.org/10.3390/ma14071715 

9. A.L. Sednev-Lugovets, V.V. Sereda, D.A. Malyshkin, D.S. Tsvetkov, I.L. Ivanov, A.Yu. Zuev, A. Maignan. Defect chemistry and high-temperature thermodynamics of PrBaCo2O6-δ. The Journal of Chemical Thermodynamics, 2021, v. 161, No 106523. https://doi.org/10.1016/j.jct.2021.106523

10. I.B. Golovachev, M.Yu. Mychinko, N.E. Volkova, L.Ya. Gavrilova, B. Raveau, A. Maignan, V.A. Cherepanov. Effect of cobalt content on the properties of quintuple perovskites Sm2Ba3Fe5-xCoxO15-δ. Journal of Solid State Chemistry, 2021, v. 301, No 122324. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2021.122324

11. A.R. Gilev, E.A. Kiselev, D.S. Chezganov, A.S. Volegov, E.R. Khuzyagulov, V.A. Cherepanov, A. Maignan Enhancement of oxygen permeation flux through the La1.5Sr0.5Ni1-yMnyO4+δ ceramic membranes by manganese doping. Journal of the European Ceramic Society, 2021 https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2021.09.035