Один из источников экологически чистой энергии будущего — водород. Во всем мире ведутся интенсивные научные исследования и опытно-конструкторские работы для создания устройств водородной энергетики. Твердооксидные топливные элементы, представляющие собой электрохимические генераторы энергии с высоким коэффициентом полезного действия, являются наиболее стремительно совершенствующимся видом таких устройств. Главное ограничение в использовании топливных элементов этого типа — это высокие рабочие температуры (700-1000 градусов Цельсия). Решение этой проблемы требует разработки пленочных (планарных) среднетемпературных твердых электролитов с высокой кислородной проводимостью, позволяющих снизить рабочие температуры топливного элемента без ухудшения его мощностных показателей.
Ученые из ИОНХ РАН совместно с коллегами из ИФХЭ РАН создали новую технологию получения планарных твердых электролитов на основе оксидов церия и самария для современных среднетемпературных твердооксидных топливных элементов с применением микроэкструзионной печати высокого разрешения.
«Нами был применен гидротермальный метод синтеза, при варьировании параметров которого нам удалось получить иерархически организованные наноструктурированные порошки, состоящие из частиц в виде стержней, нанолистов и микросфер, которые далее использовались для создания функциональных чернил, подходящих для микроэкструзионной печати планарных электролитов», — приводит пресс-служба слова научного сотрудника Лаборатории химии легких элементов и кластеров ИОНХ РАН Татьяны Симоненко.
Полученные таким образом покрытия обладают высокой электропроводностью, что позволяет рассматривать их в качестве перспективных твердых электролитов для топливных элементов, функционирующих в интервале температур 400-600 градусов Цельсия, пояснила она.
Схема процесса получения иерархически организованных наноструктур и последующей микроэкструзионной печати планарных электролитов. Источник: пресс-служба ИОНХ РАН
Результаты работы
представлены в журнале Ceramics International. Исследование поддержано
грантом Российского научного фонда.
