Регистрация / Вход
Прислать материал

Оптимизация технологии изготовления твердооксидных топливных элементов методом совместного спекания электродов

ФИО
Яловенко Дмитрий Владимирович
Электронная почта
ca8483b33demon_ii@mail.ru
Номинация
Материаловедение
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Материаловедения полупроводников и диэлектриков
ФИО научного руководителя
к.ф.-м.н., доцент Н.Ю. Табачкова; к.ф.-м.н. И.Н. Бурмистров
Академическая группа
ММП-15-1
Наименование тезиса
Оптимизация технологии изготовления твердооксидных топливных элементов методом совместного спекания электродов
Тезис

Твердооксидные топливные элементы (ТОТЭ) – перспективные источники энергии, преобразующие химическую энергию топлива в электроэнергию и тепловую энергию. Одним из вариантов реализации батарей ТОТЭ является электролит-поддерживающая конструкция, в которой мембрана твердого электролита имеет наибольшую из компонентов ТОТЭ толщину и несет на себе основные механические нагрузки.

Данная работа посвящена разработке методик формирования твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ) методом совместного спекания электродов. В качестве мембраны твердого электролита были использованы пластины из материала HionicTM производства Fuel Cell Materials (США) площадью 50х50 мм2.

Для повышения эффективности работы ТОТЭ оба электрода состояли из двух слоев, отличающихся составом и микроструктурой. Прилегающий к несущему электролиту слой (функциональный) был оптимизирован для эффективного протекания окислительно-восстановительных реакций. В задачи внешнего (токосъемного) электродного слоя входит распределение газовых потоков реагентов и продуктов реакции, а также снижение слоевого сопротивления электронному току.

На основе данных термогравиметрии, сканирующей электронной микроскопии и результатов испытания электрохимических характеристик ТОТЭ оптимизирован режим термообработки, обеспечивающий формирование электрохимически активных электродов с использованием одного термоцикла.

В работе представлены результаты разработки технологии изготовления ТОТЭ методом совместного спекания электродов. Данная технология позволяет компенсировать механические напряжения, возникающие в твердоэлектролитной мембране во время высокотемпературного отжига. Дальнейшая работа будет связана с оптимизацией микроструктуры данного слоя с целью повышения плотности мощности, снимаемой с ТОТЭ.

Научный руководитель - к.ф.-м.н., доцент Н.Ю. Табачкова; к.ф.-м.н. И.Н. Бурмистров.