Создание научных основ технологий конверсии топлива в электроэнергию и запасания электроэнергии в виде водорода с помощью реверсивных микротрубчатых электрохимических устройств

Целью проекта является синтез и характеризация допированного танталом кобальтита стронция SrCoO3-z, а также разработка методики получения микротрубчатых анодных керметных подложек на основе стабилизированного иттрием оксида циркония и стабилизированного гадолинием оксида церия и разработка методики нанесения слоев электролита, катода и согласующих и вспомогательных функциональных слоев.Соединение SrCo1-xTaxO3-δ (x=0, 0.05) было синтезировано керамическим методом. Данное соединение было охарактеризовано методами рентгеноструктурного анализа, термического анализа. Показано, что частичное замещение кобальта танталом в структуре SrCoO3-δ (SC) приводит к подавлению образования гексагональной фазы и стабилизации высокотемпературной кубической фазы перовскита. Допирование SC танталом увеличивает границу устойчивости кубического перовскита (Pm3 ̅m), что повышает стабильность материала в области работы среднетемпературного ТОТЭ (550–650ºC). Методом квазиравновесного выделения кислорода получены непрерывные равновесные фазовые диаграммы SrCoO3-δ и SrCo0.95Ta0.05O3-δ перовскитов, с помощью которых впервые обнаружена узкая двухфазная область изосимметричного перехода низкотемпературной фазы (P1) в высокотемпературную фазу (P2). Анодная керметная миктротрубчатая подложка изготавливалась методом выдавливания через фильеру пасты, содержащей гомогенизированную в планетарной шаровой мельнице смесь связующего, порообразователя, оксида никеля и оксидов иттрия или церия. Функциональные слои наносились методом dip coating – погружением сформированной подложки в пасту, представляющую собой смесь связующего и функциональных материалов, диспергированную в диссольвере, работающем в режиме бисерной мельницы. Анализ полученных подложек и слоев показывает, что на подложке диаметром 1.5-2 мм и толщиной 0.3 мм формируются функциональные слои толщиной от 10 до 15 мкм, слой электролита обладает необходимой газоплотностью, пористость подложки составляет 35% после отжига.