俄羅斯正在開發“綠色”能源的新技術

© 照片 : 維亞特卡州立大學俄羅斯學者們開發出用於生產固體氧化物燃料電池
俄羅斯學者們開發出用於生產固體氧化物燃料電池 - 俄羅斯衛星通訊社, 1920, 24.11.2022
俄羅斯維亞特卡州立大學的學者們開發出用於生產固體氧化物燃料電池 (SOFC) 的完整技術循環,並選擇了有效的製造材料。專家稱,在建設新一代國內發電廠時將需要這項研究的結果。
維亞特卡州立大學(Vyatka State University)的研究人員認為,要減少二氧化碳排放(脫碳),必須轉向“綠色”能源。這是俄羅斯聯邦2035年前能源戰略中規定的最重要的任務之一。論文發表在《應用電化學雜誌》(Journal of Applied Electrochemistry)上。
今天,維亞特卡州立大學的科學家們致力於創造基於固體氧化物燃料電池 (SOFC) 的高效環保電能源。這些元件是由陶瓷和復合材料組成的多層結構。
維亞特卡州立大學無機物質和電化學生產技術系主任安東·庫茲明(Anton Kuzmin)說:“我們開發出一套形成單一燃料元件所必需的方法和工藝流程——一種參考樣品已經出現。現在我們可以複製和改變它的主要特性:電阻、功率密度、燃料利用率等等。”
在第一階段,通過注塑成型,科學家們獲得了多孔軸承金屬陶瓷管(它們充當陽極)。通過浸入特別選擇的懸浮液組合物中,將薄層電解質和電極材料塗抹到現成的基底上。施加每一層後,進行多級熱處理。
研究人員說,總共有六層這樣的層——每一層都各司其職。學者們可以改變層的各種參數:材料成分、粉末尺寸、懸浮液粘度、溫度和燃燒時間,以取得最佳操作參數。這種方法使獲得具有最大功率的單個固體氧化物燃料電池元件成為可能。 此外,專家指出,在研究過程中,還獲得了新的電極材料。例如,陽極集電層復合材料的電阻是標準商業產品的一半。這將允許在未來增加單個固體氧化物燃料電池的尺寸並減少它們的開關損耗。
學者們確信,所開發的陽極功能層材料的生產率提高了10%,並且在使用各種碳氫化合物燃料或氨時可能特別有效。一般來說,與已知類似物相比,新材料的使用將顯著提高燃料電池的比功率、重量和尺寸特性。
“所研究的成分影響合理性以及新材料微觀結構對燃料電池電化學反應過程具有基礎性的興趣。這種信息對於發展有關機制的概念和管理此類反應的方法來說是必要的,”維亞特卡州立大學初級研究員阿列克謝·伊萬諾夫(Aleksey Ivanov)解釋說。
專家們認為,最困難的任務是從單一的實驗室樣品過渡到成熟的工業產品原型。科學團隊正在努力尋找能夠將技術引入大規模生產的解決方案,其中包括從經濟可行性的角度來看。
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