Разработка основ технологии производства и использования водорода на основе высокотемпературных твердооксидных электрохимических обратимых систем.

Краткое описание выполненных работ:
Объектом исследования являются высокотемпературные электрохимические системы, перспективные для Водородной Экономики, в различных сочетаниях с первичными источниками энергии, такими как атомные, солнечные, углеводородные.
Цель работы - теоретическое обоснование технических решений по реализации высокотемпературных электрохимических систем в режиме обратимой работы.
Данный отчет является промежуточным и содержит самые необходимые сведения для принятия решений, направленных на развитие высокотемпературных электрохимических устройств.
В отчете представлены концептуальные подходы к созданию энерг'отехнологических систем на основе источников высокопотенциального тепла и высокотемпературных электрохимических устройств. Проведено, на основе конструкторской концепции высокотемпературных
электрохимических устройств, технико-экономическое исследование, показавшее, что разрабатываемая техника имеет привлекательные экономические показатели.
Приведены данные по физической модели изучаемой системы в части особенностей электронной структуры твердых оксидных электролитов и распределения заряда и потенциала на поверхности раздела твердый электролит// электрод. Выявлена возможность подбора компонент электродных композиций через моделирование поверхностных уровней, участвующих в процессах высокотемпературного электролиза воды и обратного ему процесса сжигания водорода и кислорода для производства электроэнергии.

Завершено изготовление экспериментального стенда, обеспечивающего возможность исследования аппаратов мощностью от 15 до 600 Вт. Стенд оснащен узлами подготовки воды и узлами подготовки калиброванных газовых смесей. Проведены пуско-наладочные работы на стенде. Осуществлены эксперименты. Определен нижний порог напряжения разложения воды.

Изготовлены аппараты (модули) с электродами из разрабатываемых композиций, проведены испытания модулей в различных режимах работы – электролизера, топливного элемента и кислородного насоса, сравнение полученных экспериментальных данных с расчетными по разработанной на этапе 1 математической модели. Подготовлен проект технического задания на разработку производства высокотемпературных электрохимических устройств.
  Экспериментальные результаты, полученные на данном этапе работы, подтверждают возможность обратимого проведения электрохимических процессов в высокотемпературных электрохимических устройствах с разрабатываемыми электродными композициями. Сопоставление экспериментальных и расчетных характеристик показывают достаточно хорошее соответствие разработанной модели расчета характеристик полученным экспериментальным данным.
Результаты работ изложены в итоговом научно-техническом отчете № 35.8 от 27.10.2006.