Разработка наноразмерного тонкопленочного YSZ-электролита на основе оксида иттрия, стабилизированного цирконием, для использования в высокоэффективных топливных элементах
Full Name of the work head: Токмолдин С.Ж.
Исполнители проекта: Исова А.Т.*
: Физико-технический институт
Inventory number: 0214РК01297
Registration number: 0111РК00553
Keywords: наноразмерные топливные элементы*оксид иттрия*цирконий*анод*катод*электролиты*процесс травления*лазерное осаждение*
Изготовление микропористых структур в аноде тонкопленочного твердооксидного топливного элемента (ТОТЭ) с использованием регулируемого процесса травления привело к увеличению физико-химических характеристик. Катодная пленка интегрирована с наноструктурным анод/электролит системой методом импульсного лазерного осаждения, а также после осаждение слоя LSCO проводилась термическая обработка, в результате у катодного слоя появились микротрещины, эти микротрещины позволять кислороду достичь слоя электролита во время работы топливного элемента. Конечным результатом этого этапа является увеличение плотности мощности ТОТЭ при низких температурах и укрепление тонких слоев электролита в системе Ni/YSZ. Использование такой технологии позволило решить полностью проблему достаточно длительной и энергозатратной процедуры высокотемпературного синтеза, ведущего, из-за разницы коэффициентов термического расширения (КТР), к растрескиванию керамической структуры ТОТЭ. Результаты будут применены в изготовлении батарей твердооксидных топливных элементов, которые являются основной частью автономных энергоустановок и предназначены для выработки электроэнергии за счет электрохимической реакции углеводородов с кислородом. В топливных элементах энергия топлива превращается в электрическую непосредственно, исключая стадию горения, поэтому КПД может принимать более высокие значения, достигая 60-80 %.*