Фундаментальные исследования и проблемно-ориентированные разработки по созданию пилотных образцов электролизных установок на базе твердооксидных электролизных элементов

Данная тема исследований дополнительно сформулирована Министерством науки и высшего образования Российской Федерации в 2022 году. Плановый показатель интеллектуальной деятельности для данной темы, установленный Министерством – 3 статьи в год. Объектом данного исследования являются твердооксидные электролизные элементы (ТОЭлЭ), а также сборка из 3 ТОЭлЭ электролит-поддерживающей конструкции размером 100х100 мм (далее – Сборка). Цели работы: разработка конструкции Сборки, разработка технологии изготовления Сборки, разработка программы испытаний Сборки, изготовление 3 ТОЭлЭ электролит-поддерживающей конструкции, изготовление Сборки, испытание Сборки. Результаты, полученные при выполнении работ: разработана конструкция Сборки, разработана технология изготовления Сборки, разработана программа испытаний Сборки, изготовлены 3 ТОЭлЭ электролит-поддерживающей конструкции, изготовлена Сборка, проведены испытания Сборки. Единичный ТОЭлЭ первого поколения на несущем твердом электролите размером 100х100 мм в рабочих условиях способен генерировать около 0,01 Нм3/час водорода при токе более 25 А и напряжении на ТОЭлЭ более 1,15 В. Генерация водорода на топливном электроде происходит благодаря электрохимическим реакциям, протекающим на электродах, в результате чего водяной пар диссоциирует на катоде с образованием водорода (Н2) и анионов кислорода O2-. Образовавшиеся анионы кислорода переносятся внешним электрическим полем на анод, где, отдавая электроны во внешнюю цепь, выделяются в анодное пространство в виде молекул кислорода. Эффективная работа ТОЭлЭ требует поддержания условий, способствующих генерации водорода. Для создания данных условий применяют дополнительные конструктивные элементы, одни из которых в том или ином виде присутствуют во всех вариантах конструкции, а другие могут быть вспомогательными. В настоящей работе разрабатывалась конструкция, технология изготовления, проводилось изготовление и испытания Сборки из 3 ТОЭлЭ первого поколения с поддерживающим твердым электролитом.