Инновационные подходы к созданию новых композитных катодных материалов для среднетемпературных твердооксидных топливных элементов.

Проект направлен на создание эффективных (величина поляризационного сопротивления ≤ 0.15 Ом*см2) композитных катодных материалов для твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ), работающих в интервале средних температур 500-800оС. Для этого предлагается разработать функционально-градиентную композитную структуру катодного материала ТОТЭ, в которой электрокаталитическую и токосъемную функции будут выполнять поэтапно сформированные функциональные слои. Для повышения электрохимической активности катода в реакции восстановления кислорода планируется разработать оригинальные методики предварительной подготовки поверхности твердого электролита Ce0.9Gd0.1O1.95(GDC) с целью повышения удельной электроактивной площади электрода. Для этого будут использованы метод лазерной обработки поверхности электролита GDC, а также методики формирования пористого слоя GDC: трафаретная печать и аэрозольное напыление в вакууме. Для нанесения электрокаталитически активных материалов на основе Pr6O11 и Co3O4 на модифицированную поверхность твердого электролита GDC будут разработаны инфильтрационные методики, элементами новизны которых будет являться использование стабилизирующих добавок CeO2 и ZrO2, позволяющих снизить агломерацию и замедлить рост частиц электрокатализаторов в условиях длительного функционирования при рабочих температурах ТОТЭ. Кроме того планируется оптимизировать способ нанесения токосъемного электродного слоя Pr1.95La0.05CuO4 на внешнюю сторону модифицированной поверхности GDC за счет разработки оригинального метода вакуумного аэрозольного напыления, альтернативного методу трафаретной печати. Таким образом, успешная реализация данного комплексного подхода к созданию композитного катода должна внести весомый вклад в разработку технологии создания эффективных и недорогих среднетемпературных ТОТЭ.