Разработка электрохимических устройств на основе протонпроводящих твердооксидных материалов

При выполнении работ по теме будут решаться следующие задачи: 1. Разработка новых функциональных материалов, в том числе с ионной (электролиты), смешанной (мембранные материалы) и преимущественно электронной (электроды) проводимостью. Будут разработаны новые протонные электролиты со структурой типа перовскита и фаз семейства Раддлесдена-Поппера. 2. Комплексное исследование характеристик разработанных материалов. Будут проведены исследования, направленные на определение их дефектной структуры (кислородной нестехоиметрии, глубины гидратации), термомеханического поведения (термическое расширение, механическая совместимость) и транспортных свойств (ионная и электронная компоненты, объемная и зернограничная составляющие) в широком температурном интервале. 3. Развитие теоретических представлений о процессах в электрохимических устройствах. Будут разработаны модели электро- и массопереноса в устройствах на основе электролитов с различными типами проводимости, а также на основе смешанных ионно-электронных проводников. 4 Разработка лабораторных технологий формирования компонентов электрохимических устройств. Будут разработаны технологии формирования многослойных структур, включающих несущий электрод, тонкослойный или тонкопленочный электролит и тонкослойный второй электрод (для электролизеров и топливных элементов) и двухслойных структур, включающих пористую несущую основу и тонкослойный или тонкопленочный смешанный проводник. 5. Разработка новых конструкций электрохимических устройств. Будут разработаны новые конструкции единичных элементов и стеков ТОЭ и ТОТЭ, а также электрохимических конвертеров. Будут разработаны новые конструкции электрохимических сенсоров. 6. Разработка подходов к повышению ресурса электрохимических устройств. Будут выявлены причины деградации характеристик устройств. Будут проведены поиск и разработка новых материалов с повышенной стабильностью в рабочих условиях. Будут разработаны технологические и эксплуатационные режимы, обеспечивающие повышение ресурса устройств.