Кинетика электровосстановления кислорода в расплавленном электролите (Li₀,₂K₀,₃₈)₂CO₃ на золотом и оксидных электродах

Разработана кинетическая модель реакции восстановления кислорода в карбонатных расплавах. Получены аналитические решения для метода кулоностатической релаксации с учетом возможности одновременного восстановления двух сортов кислородных частиц, протекания гетерогенной химической реакции и формирования пространственного заряда в поверхностном слое электрода. Доказано с помощью термодинамического моделирования и анализа температурных зависимостей токов обмена, что в системе (Li₀,₆₂K₀,₃₈)₂CO₃(ж)/(О₂+СО₂)(г), в диапазоне 870 - 950 К происходит смена доминирующей формы растворенного кислорода с молекулярной на О₂-. Предложены перспективные материалы электродов - перовскитоподобных оксидов LaLi₀,₁M₀,₁FeO₃ (M = Fe, Co, Ni). Создана и испытана на стенде с положительным результатом единичная ячейка карбонатного топливного элемента с использованием этих катодных материалов, поляризационные проводимости которых при 923 К (31 и 102 См/см² для Ni и Co соответственно) превысили поляризационную проводимость традиционного оксидного катода Li₀,₁Ni₀,₉O (18 См/см²).