Разработка и исследование твердооксидных электрохимических устройств

Объект исследования: материалы для электрохимических устройств на твердых оксидных проводниках, компоненты электрохимических устройств, электрохимические процессы в ячейках на твердых электролитах и лабораторные макеты электрохимических устройств. Цель: получение фундаментальных знаний о материалах, компонентах и микро- и макрокинетических процессах в электрохимических устройствах на твердых оксидных проводниках с различными типами проводимости. Проведены: синтез, аттестация и исследование свойств кислородпроводящих и протонных твердых керамических электролитов; исследование процессов, протекающих на керметных и оксидных электродах, включая деградационные явления; разработка конструкции и лабораторной технологии изготовления единичных электрохимических элементов и стеков; разработка моделей массо-, тепло- и электропереноса; разработка сенсоров для определения концентрации аммиака и углекислого газа в газовых смесях. Проведено численное моделирование процессов тепло- и массопереноса в модуле из 25 трубчатых твердооксидных топливных элементов и в блоке из двух модулей. Исследовано влияние замещения лантана щелочно-земельными элементами Ca, Sr, Ba на кристаллическую структуру, электрические, электрохимические и термомеханические свойства слоистого никелата лантана La₂NiO₄. Изучено деградационное поведение никель-керметных анодов, в поры которых введен электрокатализатор из оксида церия. Разработана конструкция трубчатых единичных элементов с внутренним несущим анодом и стеков на их основе. Получены материалы на основе церато-цирконатов бария с применением различных методов синтеза, исследовано влияние этих методов на функциональные свойства BaCe₀,₅Zr₀,L₃n₀,₂O₃. Изучены химическая совместимость твердых электролитов La₁₀Si₆O₂₇ со структурой апатита и их термомеханическая устойчивость с электрохимически активными оксидными электродными материалами. Исследованы электроаналитические возможности амперометрических сенсоров содержания аммиака и углекислого газа в газовых смесях. Разработаны алгоритмы, протестировано созданное программное обеспечение для анализа спектров электрохимического импеданса методом DRT.