«Розвиток наукових засад отримання, зберігання та використання водню в системах автономного енергозабезпечення»

Відпрацювання режимів виготовлення керамічної паливної комірки методом стрічкового лиття

Рис. 1 – Електролітні плівки КПК різної товщини, виготовлені з порошку діоксиду цирконію стабалізованого 8-мол. % оксиду ітрію (8YSZ)

Рис. 2 Установка для тестування паливних комірок – Scribner Teledyne Medusa RD 890CL

Рис. 3 Генератор водню Кенго-Digital 15.50

Області застосування

Основними напрямками застосування керамічних паливних комірок (КПК) є стаціонарні електричні станції для децентралізованого енергопостачання. КПК вважаються найперспективнішими серед інших типів паливних комірок для широкого впровадження у господарстві завдяки своїй високій ефективності перетворення хімічної енергії палива в електричну та теплову, гнучкості вибору палива (метан, водень, СО тощо), відсутності потреби в каталізаторах платинової групи тощо. Зважаючи на модульний характер самих паливних комірок, джерела струму на їхній основі можуть бути будь якої потужності, від мікроват до мегават, оптимізовані до будь якого застосування.

Короткий опис

Загальний план досліджень полягає у відпрацюванні режимів виготовлення керамічної паливної комірки методом стрічкового лиття, структурній оптимізації електроліту та електродів, виборі оптимальних режимів роботи КПК та встановленні експлуатаційної придатності комірок у складі енергогенеруючих батарей. Структурна оптимізація електроліту полягає у розробленні нового матеріалу на основі діоксиду цирконію зі складною стабілізацією Y₂O₃, Sc₂O₃, CeO₂ (YScCeSZ). Вибір режимів роботи КПК включає в себе дослідження впливу різного палива (водню, монооксиду вуглецю, метану і синтез-газів), його потоку та концентрації, а також зміни потоку окисника (повітря) на електричні властивості КПК.

Очікувані властивості

Розроблення нового матеріалу електроліту керамічної паливної комірки має дозволити знизити робочу температуру КПК зі збереженням високої ефективності її роботи. Крім того, опрацьовані режими виготовлення КПК, умови їх тестування і експлуатації стануть передумовою створення енергетичних систем на основі КПК для найрізноманітнішого застосування.

Переваги

На сьогодні, метод стрічкового лиття вважається найперспективнішим для виготовлення пласких керамічних паливних комірок. Саме цей метод гарантує відносно легкий перехід від лабораторних розробок до промислового виробництва. У Проекті також планується розроблення нового матеріалу електроліту КПК. Вдосконалення матеріалу електроліту має суттєво вплинути на ефективність роботи всієї КПК.

Конкуренти

Стан розробки

Розроблено методику виготовлення електроліту КПК методом стрічкового лиття. Наразі опрацьовується методика нанесення електродів (аноду і катоду) на електроліт та режими їх сумісного спікання. Досліджено вплив зміни потоку окисника при сталому потоці водню в аргоні у якості палива та зміну потоку водню в аргоні за сталого потоку окисника, здійснено оптимальний вибір потоків палива і окисника; проведено порівняння впливу водню в аргоні та монооксиду вуглецю на електричні властивості КПК за однакових умов експлуатації.

Інтелектуальна власність

Контактна інформація

Виконавець:

Проект №18 «Відпрацювання режимів виготовлення керамічної паливної комірки методом стрічкового лиття»

Контактна особа:

Teл. +38 044 205-79-76,
+38 095 723-15-18

Е-mail: bregor@ukr.net