Ученые создали нанопорошок для электролитов в генераторах
Российские ученые предложили новую технологию автоматизированного синтеза нанопорошков и последующего формирования 2D-наноматериалов на основе диоксида церия. Эти материалы перспективны для создания электролитов среднетемпературных твердооксидных топливных элементов, отмечается в сообщении пресс-службы Минобрнауки РФ. Результаты работы [опубликованы[(https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0021979720317239) в Journal of Colloid and Interface Science.
Ученые из Института общей и неорганической химии имени Н. С. Курнакова РАН совместно с коллегами из МФТИ и СПбГУ синтезировали нанопорошок, для которого характерна высокая проводимость в среднетемпературном диапазоне. Новый способ печати твердых электролитов для топливных элементов электрохимических генераторов, который предложили ученые, существенно повышает скорость их изготовления, а также способствует снижению экологической нагрузки и стоимости производства.
Обычно для эффективного функционирования высокотемпературных топливных элементов требуется нагрев на 800 – 1000 °С, что обеспечивает повышенные требования к химической и коррозионной стойкости материалов. Возможность снижения температуры при сохранении высокой энергоэффективности позволит продлить срок службы, увеличить эксплуатационную надежность, а также, снизить стоимость готового устройства. Ученые занимаются поиском и разработкой альтернативных материалов, характеризующихся высоким уровнем проводимости в среднетемпературном диапазоне.
«Наше исследование продемонстрировало возможность автоматизации химико-технологического алгоритма, включающего в себя программируемый синтез оксида церия с необходимым уровнем допирования оксидом иттрия в виде нанопорошков и получение функциональных чернил на их основе, — рассказала соавтор работы, научный сотрудник лаборатории химии лёгких элементов и кластеров ИОНХ РАН Татьяна Симоненко. — Предложена технология формирования соответствующих планарных наноструктур в качестве перспективных компонентов современных твердооксидных топливных элементов с использованием малоизученной микроплоттерной печати высокого разрешения».
Кроме того, технология предполагает контролируемое нанесение материала на поверхность подложки и, таким образом, позволяет миниатюризировать топливные элементы, что способствует снижению нагрузки на окружающую среду и стоимости производства.