Российские учёные создали нанопорошок для электролитов в генераторах

Учёные из Института общей и неорганической химии имени Н.С. Курнакова РАН совместно с коллегами из МФТИ и СПбГУ предложили новую технологию автоматизированного синтеза нанопорошков и последующего формирования 2D-наноматериалов на основе диоксида церия. Эти материалы перспективны для создания электролитов среднетемпературных твёрдооксидных топливных элементов. Результаты работы опубликованы в Journal of Colloid and Interface Science.

Разработчики синтезировали нанопорошок, для которого характерна высокая проводимость в среднетемпературном диапазоне. Новый способ печати твёрдых электролитов для топливных элементов электрохимических генераторов, который предложили учёные, существенно повышает скорость их изготовления, а также способствует снижению экологической нагрузки и стоимости производства.

Обычно для эффективного функционирования высокотемпературных топливных элементов требуется нагрев на 800–1000 °С, что обеспечивает повышенные требования к химической и коррозионной стойкости материалов. Возможность снижения температуры при сохранении высокой энергоэффективности позволит продлить срок службы, увеличить эксплуатационную надежность, а также снизить стоимость готового устройства. Учёные занимаются поиском и разработкой альтернативных материалов, характеризующихся высоким уровнем проводимости в среднетемпературном диапазоне.

«Наше исследование продемонстрировало возможность автоматизации химико-технологического алгоритма, включающего в себя программируемый синтез оксида церия с необходимым уровнем допирования оксидом иттрия в виде нанопорошков и получение функциональных чернил на их основе, — рассказала соавтор работы, научный сотрудник лаборатории химии лёгких элементов и кластеров ИОНХ РАН Татьяна Симоненко. — Предложена технология формирования соответствующих планарных наноструктур в качестве перспективных компонентов современных твёрдооксидных топливных элементов с использованием малоизученной микроплоттерной печати высокого разрешения».

Кроме того, технология предполагает контролируемое нанесение материала на поверхность подложки и таким образом позволяет миниатюризировать топливные элементы, что способствует снижению нагрузки на окружающую среду и стоимости производства.

№265 Декабрь 2020
тема: энергетика