Новосибирск. 5 сентября. ИНТЕРФАКС-СИБИРЬ - Ученые Института катализа СО РАН и Центра коллективного пользования "Сибирский кольцевой источник фотонов" (ЦКП "СКИФ") повысили термическую стабильность материалов для катодов, которые могут быть применены в среднетемпературных водородных твердооксидных топливных элементах, сообщает пресс-служба Института катализа.
Работы выполнены в рамках проекта по модернизации и проведению исследований на уникальной научной установке "Станция EXAFS-спектроскопии" при поддержке госпрограммы "Научно-технологическое развитие РФ".
Твердооксидные топливные элементы (ТОТЭ) - перспективное направление водородной энергетики. Электроэнергия и тепло в них вырабатываются в ходе взаимодействия водорода с кислородом, и побочным продуктом становится только вода.
ТОТЭ используют не только в легковых и грузовых автомобилях, но также рассматривают как источник электрификации и обогрева домов и других помещений. Теоретически КПД для твердооксидного топливного элемента может достигать 80%.
Обычный высокотемпературный ТОТЭ работает при 800-1000°C - это позволяет генерировать больше тепла, а также отказаться от использования в качестве электродов дорогих металлов платиновой группы, однако в результате увеличиваются стоимость ячейки и уменьшается долговечность, так как материалы быстро изнашиваются.
Ученые определили подходящее для среднетемпературной (500-700°C) ячейки соединение - никелат празеодима, который относится к слоистым перовскитоподобным материалам.
Никелат празеодима обладает наилучшими свойствами для кислородного транспорта, но есть серьезная проблема - он нестабилен термически в рабочих условиях катода.
"Частичная замена празеодима на другие редкоземельные элементы - лантан и неодим - повышает термическую стабильность", - говорится в сообщении.
Для определения кристаллической структуры вещества исследователи применяли метод порошковой рентгеновской дифракции на уникальной научной установке "Станция-EXAFS-спектроскопии" с помощью синхротронного излучения.
"Ее модернизацией занимается Институт катализа СО РАН, и она позволяет планировать и проводить самые современные научные эксперименты. После модернизации она станет единственной подобной установкой в России. Ее перенесут на строящийся в настоящее время новый источник синхротронного излучения ЦКП "СКИФ" сразу после его ввода в эксплуатацию", - говорится в сообщении.
