俄罗斯正在开发“绿色”能源的新技术

© 照片 : 维亚特卡州立大学俄罗斯学者们开发出用于生产固体氧化物燃料电池
俄罗斯学者们开发出用于生产固体氧化物燃料电池 - 俄罗斯卫星通讯社, 1920, 24.11.2022
俄罗斯维亚特卡州立大学的学者们开发出用于生产固体氧化物燃料电池 (SOFC) 的完整技术循环,并选择了有效的制造材料。专家称,在建设新一代国内发电厂时将需要这项研究的结果。
维亚特卡州立大学(Vyatka State University)的研究人员认为,要减少二氧化碳排放(脱碳),必须转向“绿色”能源。这是俄罗斯联邦2035年前能源战略中规定的最重要的任务之一。论文发表在《应用电化学杂志》(Journal of Applied Electrochemistry)上。
今天,维亚特卡州立大学的科学家们致力于创造基于固体氧化物燃料电池 (SOFC) 的高效环保电能源。这些元件是由陶瓷和复合材料组成的多层结构。
维亚特卡州立大学无机物质和电化学生产技术系主任安东·库兹明(Anton Kuzmin)说:“我们开发出一套形成单一燃料元件所必需的方法和工艺流程——一种参考样品已经出现。现在我们可以复制和改变它的主要特性:电阻、功率密度、燃料利用率等等。”
在第一阶段,通过注塑成型,科学家们获得了多孔轴承金属陶瓷管(它们充当阳极)。通过浸入特别选择的悬浮液组合物中,将薄层电解质和电极材料涂抹到现成的基底上。施加每一层后,进行多级热处理。
研究人员说,总共有六层这样的层——每一层都各司其职。学者们可以改变层的各种参数:材料成分、粉末尺寸、悬浮液粘度、温度和燃烧时间,以取得最佳操作参数。这种方法使获得具有最大功率的单个固体氧化物燃料电池元件成为可能。 此外,专家指出,在研究过程中,还获得了新的电极材料。例如,阳极集电层复合材料的电阻是标准商业产品的一半。这将允许在未来增加单个固体氧化物燃料电池的尺寸并减少它们的开关损耗。
学者们确信,所开发的阳极功能层材料的生产率提高了10%,并且在使用各种碳氢化合物燃料或氨时可能特别有效。一般来说,与已知类似物相比,新材料的使用将显著提高燃料电池的比功率、重量和尺寸特性。
“所研究的成分影响合理性以及新材料微观结构对燃料电池电化学反应过程具有基础性的兴趣。这种信息对于发展有关机制的概念和管理此类反应的方法来说是必要的,”维亚特卡州立大学初级研究员阿列克谢·伊万诺夫(Aleksey Ivanov)解释说。
专家们认为,最困难的任务是从单一的实验室样品过渡到成熟的工业产品原型。科学团队正在努力寻找能够将技术引入大规模生产的解决方案,其中包括从经济可行性的角度来看。
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