КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 21-73-00288
НазваниеУправление иерархической организацией частиц твёрдого электролита как фактор повышения эффективности однокамерных микро-ТОТЭ
Руководитель Симоненко Татьяна Леонидовна, Кандидат химических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук , г Москва
Конкурс №60 - Конкурс 2021 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-201 - Синтез, строение и реакционная способность неорганических соединений
Ключевые слова гидротермальный синтез, гликоль-цитратный синтез, иерархические наноструктуры, CeO2, Sm2O3, NiO, LSCF, микроэкструзионная печать, микро-ТОТЭ, однокамерные ТОТЭ
Код ГРНТИ31.17.15
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Проект направлен на решение фундаментальной научной проблемы современного материаловедения – изучение размерного эффекта в контексте повышения эффективности таких устройств альтернативной энергетики, как миниатюрные однокамерные твердооксидные топливные элементы планарного типа, за счёт управления иерархической самоорганизацией анизотропных наночастиц твёрдого электролита. Растущая потребность в подобных экологически чистых электрохимических генераторах связана как с истощением запасов традиционных энергетических ресурсов, так и с ухудшением экологической обстановки во всём мире, а создание компактных энергетических установок позволит обеспечить электроэнергией удалённые от централизованных электрических сетей населённые пункты и производства. При этом миниатюризация данных систем при создании так называемых микро-ТОТЭ позволит применять их в портативных электронных устройствах мощностью 1-20 Вт, в том числе медицинского назначения, в системах связи, мониторинга окружающей атмосферы, картографии и т.п. В ходе исследования будут разработаны фундаментальные основы процессов самоорганизации в гидротермальных условиях анизотропных наночастиц состава (CeO2)0,80(Sm2O3)0,20 и NiO определённой формы и дисперсности в зависимости от условий данного процесса. Будет изучено влияние концентрации окислителей и восстановителей в реакционной системе на кинетику экзотермической окислительно-восстановительной реакции, а также на микроструктуру и фазовый состав при гликоль-цитратном синтезе оксида состава La0,6Sr0,4Со0,2Fe0,8O3-δ, являющегося востребованным компонентом катодов твердооксидных топливных элементов. При решении поставленных задач будут разработаны методики получения устойчивых дисперсных систем (в том числе бинарных) на основе наночастиц состава (CeO2)0,80(Sm2O3)0,20, NiO и La0,6Sr0,4Со0,2Fe0,8O3-δ, подходящих по своим реологическим характеристикам для применения в качестве функциональных чернил при изготовлении иерархически организованных электролитных ((CeO2)0,80(Sm2O3)0,20) покрытий, а также композиционных анодных (NiO/(CeO2)0,80(Sm2O3)0,20) и катодных (La0,6Sr0,4Со0,2Fe0,8O3-δ/(CeO2)0,80(Sm2O3)0,20) наноструктур сложной геометрии методом микроэкструзионной печати. В ходе исследования будет изучен комплекс микроструктурных и функциональных характеристик изготовленных однокамерных микро-ТОТЭ планарного типа. В результате комплексного анализа и обобщения полученных результатов будет описана взаимосвязь электрофизических характеристик сформированных мембранно-электродных блоков и микроструктуры иерархически организованного твёрдого электролита состава (CeO2)0,80(Sm2O3)0,20, состоящего из анизотропных оксидных наночастиц различной геометрии и дисперсности. Таким образом, будут сформулированы рекомендации к микроструктурным характеристикам твёрдых электролитов планарного типа, входящих в состав однокамерных микро-ТОТЭ, с целью обеспечения повышенной эффективности миниатюрных электрохимических генераторов электроэнергии данного типа.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ