Протонная проводимость, структурные и термические свойства $(1-x)$CsH$_{2}$PO$_{4}$–$x$Ba(H$_{2}$PO$_{4}$)$_{2}$

С целью создания высокопроводящих протонных электролитов в среднетемпературной области впервые исследованы структурные, электротранспортные и термодинамические свойства системы $(1-x)$CsH$_{2}$PO$_{4}$–$x$Ba(H$_{2}$PO$_{4}$)$_{2}$ в широкой области составов ($x$ = 0.1–0.4). При $x$ = 0–0.1 наблюдалось образование разупорядоченных твердых растворов замещения, изоструктурных CsH$_{2}$PO$_{4}$ ($P$2$_{1}/m$), с уменьшением параметров элементарной ячейки и значительным ростом протонной проводимости вследствие образования вакантных позиций в подрешетке цезия и ослабления системы водородных связей. При $x$ = 0.15–0.4 образуются гетерофазные высокопроводящие системы, демонстрирующие высокие значения протонной проводимости $\sim$ 10$^{-2}$ S/cm при $x$ = 0.15–0.2, стабильные при длительных изотермических выдержках и низкой влажности ($T\sim$ 200–210$^\circ$C, RH $\sim$ 15%). Фазовый переход исчезает, энергия активации проводимости снижается от 0.9 до 0.55 eV при $x$ = 0.2. Проводимость высокотемпературной фазы не изменяется с ростом доли Ba(H$_{2}$PO$_{4}$)$_{2}$ до $x$ = 0.2. Обсуждаются механизмы переноса протонов. Показано, что при $x>$ 0.10 возрастает вклад в проводимость протонов молекул воды, адсорбированной на границе раздела фаз композитных систем.