Сотрудники Института общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН и Института физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН представили новую технологию создания пленочных твердых электролитов для современных топливных элементов, сообщается в четверг на официальном сайте РАН. Разработка может внести вклад в развитие технологий альтернативной энергетики.

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.

Результаты работы представлены в журнале Ceramics International. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда.