Том 24, № 4 (2024)

Изучены электрохимические характеристики ТОТЭ и анодных симметричных ячеек с классическими никель-керметными и модифицированными никель-кобальт керметными анодами методами вольтамперметрии, электрохимического импеданса и методом распределения времени релаксации. Трубчатый ТОТЭ с модифицированным анодом обладает более высокой мощностью, а также демонстрирует меньшую потерю мощности при снижении температуры, что обусловлено более высокой электропроводностью и меньшей энергией активации электродной реакции анода.

Проведён поиск растворителей для получения полимерных электролитов на основе полиуретанового эластомера методом набухания. Наибольшее набухание наблюдается в N-метил-2-пирролидонe, а максимальная степень набухания достигается за 24 ч при 25°С. Эффект набухания уменьшается с ростом концентрации соли. Ионная проводимость полимерных электролитов достигает максимума 6–8·10-4 См/см при 5 мас.% соли лития. Методом гальваностатического циклирования показано, что электролит является обратимым по ионам лития и электрохимически стабилен в области напряжений до 4.8 В.

В данной работе был исследован микротрубчатый элемент с воздушным электродом на основе LNO-SDC, изготовленный с помощью метода фазовой инверсии. Микроструктура единичных элементов была охарактеризована с использованием сканирующей электронной микроскопии. Электрохимические показатели были измерены в режиме совместного электролиза водяного пара и углекислого газа. Полученные результаты свидетельствуют о высокой эффективности микротрубчатого элемента.

Зависимость кислородной стехиометрии от парциального давления кислорода и температуры для допированного лантаном и ниобием феррита стронция La0.4Sr0.6Fe0.95Nb0.05O3 – δ (LSFNb5) была изучена в динамических экспериментах по квазиравновесному выделению кислорода. Равновесная диаграмма в координатах «Т – lg(pO2 ) – 3 – δ» получена в температурном диапазоне 700–900°С и парциальных давлениях кислорода pO2 = 10–4 – 0.2 атм. Определен диапазон изменения стехиометрии, проанализированы термодинамические параметры процесса выделения кислорода из оксида.

Несущие электролиты для твердооксидных топливных элементов были изготовлены с использованием струйной 3D-печати и послойной лазерной обработки печатных композиций на основе оксида церия, допированного самарием Ce0.8Sm0.2O1.95 с последующим термическим спеканием. Образцы были охарактеризованы методами сканирующей электронной микроскопии, рентгенофазового анализа и импедансной спектроскопии. Проведены измерения микротвердости по Виккерсу и статичные испытания на трехточечный изгиб. Разработанный подход позволяет прецизионно регулировать толщину и микроструктуру слоев, значительно облегчить масштабирование производства твердооксидных топливных элементов и сократить потери дорогостоящих керамических материалов. 

ЮРИЙ ПАВЛОВИЧ ЗАЙКОВ (к семидесятипятилетию со дня рождения)