Учёные РФ придумали технологию производства твёрдооксидного топливного элемента

О существовании термина “зелёная энергетика” знают многие. В чём же смысл такого метода добычи электричества? Главной задачей получения электроэнергии с помощью возобновляемых источников (именно эту энергию называют чистой с экологической точки зрения) является снижение нагрузки на природу в экологическом смысле с помощью уменьшения вредных выбросов. Иначе это именуют процессом декарбонизации.

По вопросу добычи тока без вреда для окружающей среды сломано много “копий”. Особенно это касается западников. Вот только частенько речь идёт о политических или экономических аспектах этого дела. Впрочем, пока страны Запада говорят, учёные из РФ своими открытиями приближают “зелёную эру”.

Очередной шаг к безвредной энергии

Научные работники ВятГУ (Вятский госуниверситет) трудятся над задачей, предусматривающей разработку источников электрогенерации, в которых ток будет вырабатываться с помощью твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ). Учитывая современные потребности людей в обеспечении электричеством и требования по природной безвредности, ТОТЭ должны обладать экологичностью и высокой эффективностью. Нужно заметить, что на этом пути учёные добились определённых успехов. Деятелями науки из ВятГУ удалось не только определить необходимые материалы для создания ТОТЭ, что позволило повысить их эффективность, но и проработать технологический процесс для производства данных элементов.

Подробности успеха

По словам А. Кузьмина, являющегося ВРИО завкафедрой технологии неоргвеществ и электрохимических производств, достижение учёных заключается в разработке технопроцессов и методов, которые требуются для создания образца ТОТЭ. Имея в распоряжении эталон, учёные получили возможность работать с его главными параметрами: топливным показателем, удельной мощностью, электросопротивлением и т.п.

Важно иметь представление о твердооксидном топливном элементе. ТОТЭ является совокупностью определённых материалов как композитного, так и керамического типа. Из совокупности данных материалов получают многослойный “пирог”, который и является ТОТЭ. Сначала делают металлокерамические трубки с пористой структурой. Создать их можно с помощью не простого литья, а производимого под воздействием высокого давления. Они осуществляют не только несущую функцию, но и являются анодами. Важно уточнить, что анодом называется элемент, свойства которого как бы отталкивают электроны прочь, направляя их движение в электроцепи от себя.

Следующий этап работы является достаточно кропотливым, поскольку на готовые трубки необходимо нанести материалы, обладающие электродными и электролитическими свойствами. Делают это путём окунания изделий в специальные смеси и суспензии. Сложность заключается в том, что данными веществами необходимо покрывать изделие тонкими слоями, а после каждого покрытия нужно проводить закрепление нанесённых веществ с помощью термообработки.

Всего слоёв, покрывающих данные изделия, шесть, так что можно представить себе всю тонкость проводимых работ. Каждое покрытие наносится не просто так, а выполняет определённую задачу. Вариативность характеристик достигается как за счёт изменений физических и химических свойств материалов, так и с помощью изменений температуры и временных параметров термообработки. Именно такая кропотливая и в чём-то даже нудная работа позволяет достичь успеха и получить оптимальный с точки зрения характеристик ТОТЭ.

Учёные говорят, что полученные материалы, используемые для многослойного покрытия, обладают улучшенной на 10 процентных долей производительностью. Они могут работать с максимальной отдачей при использовании как аммиака, так и различного топлива, имеющего углеводородную основу. Батареи, в которых будут использованы новые придумки научных работников, станут мощнее и меньше, чем аналогичные изделия, известные в настоящий момент.

Следующие цели

Учёные полагают, что итоги их труда будут актуальны для тех, кто будет создавать новые электрогенерирующие мощности российского производства. Результаты данного исследования размещены на страницах журнала Journal of Applied Electrochemistry.

Расслабляться, между тем, ещё рано, поскольку в современном мире недостаточно что-то придумать. Нужно каким-то образом наладить производственный процесс новинки. Здесь важную роль играет финансово-экономическое обоснование. Команда учёных в настоящий момент занимается решением задачи по внедрению своей придумки в промпроизводство, в том числе учитывая и экономический аспект.