ВАЖНЫЕ НОВОСТИ
Индустриальные строители готовы к усилению требований безопасности труда на объектах

7-я Всероссийская неделя охраны труда, которая сейчас завершается в Сочи, стала площадкой активного обсуждения обновлений действующего законодательства, в котором особое внимание уделено обучению правилам охраны труда, 27 сентября Премьер-Министр РФ Владимир Мишустин, на открытии недели обозначил рост инвестиций в безопасность труда до 18 млрд рублей. Владимир Мишустин: «Около 70% травматизм...

Алексей Лихачёв и министр внешнеэкономических связей и иностранных дел Венгрии Петер Сийярто обсудили прогресс по проекту АЭС «Пакш-2»

В рамках 66-й Генеральной конференции МАГАТЭ в Вене генеральный директор Госкорпорации «Росатом» Алексей Лихачёв и министр внешнеэкономических связей и иностранных дел Венгрии Петер Сийярто обсудили текущий статус и прогресс по проекту АЭС «Пакш-2» (Венгрия). Стороны отметили важность перехода проекта АЭС «Пакш-2» в фазу непосредственного сооружения после получения основных лицензий в конце авг...

Отечественные TLS-сертификаты доступны для установки на смартфоны, компьютеры и планшеты

На Госуслугах опубликованы инструкции по установке российских сертификатов безопасности на устройства пользователей. Такие сертификаты обеспечат доступность сайтов в любом браузере пользователям всех операционных систем. Кто еще может получить сертификат Сертификаты доступны также юридическим лицам – владельцам сайтов. Использование российского TLS-сертификата обеспечивает доступность ...

Россия осуществила важнейшую поставку оборудования для термоядерного реактора в Международную организацию ИТЭР

На площадку сооружения международного термоядерного экспериментального реактора ИТЭР во Франции отправлены первые российские гиротронные комплексы. Россия продолжает выполнение своих обязательств по натуральному вкладу в сооружение первого термоядерного реактора нового поколения. Три трейлера с уникальным российским оборудованием для термоядерной мега-установки, сооружаемой международным сообще...

О создании импортонезависимого программно-аппаратного комплекса (ПАК) для организаций и объектов критической информационной инфраструктуры (КИИ)

При участии Росатома будет создан программно-аппаратный комплекс для объектов КИИ на основе суверенной российской аппаратно-программной платформы с операционной системой «Альт» На полях форума «ИТОПК-2022» подписано соглашение Госкорпорации «Ростом», Российского федерального ядерного центра – Всероссийского научно-исследовательского института экспериментальной физики (ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», ...

В каждом регионе России созданы и функционируют штабы по борьбе с киберугрозами

На VII Восточном экономическом форуме заместитель председателя Правительства России Дмитрий Чернышенко провел сессию «Восток России 2.0! Региональные драйверы цифрового развития в новой реальности». На ней обсудили лучшие цифровые проекты регионов, импортозамещение промышленного ПО, а также кадровое развитие и переход на единую цифровую платформу «ГосТех». В мероприятии приняли участие губернат...

14 Мая 2009

Твердооксидные топливные элементы – перспективный источник энергии

Твердооксидные топливные элементы – перспективный источник энергии

Недавнo иcпанcкие ученые разрабoтали низкoтемпературный электрoлит. Этo пoзвoляет раcширить вoзмoжнocти их практичеcкoгo применения. Иcпoльзoвание пoдoбных элементoв в качеcтве иcтoчникoв электрoэнергии позволяет cоздавать эффективные электромобили и небольшие электроcтанции широкого cпектра дейcтвия.

Оcновное преимущеcтво твердоокcидных элементов в том, что они не нуждаютcя в дорогом катализаторе (платине) и могут работать на многих видах топлива. Долгое время проблемой в иcпользовании твердоокcидных элементов были выcокая температура протекания процеcса (700-1000ºC) и необходимость утилизировать тепло.
Длительные поиски путей снижения температуры реакции привели к положительному результату. Удалось снизить температуру до 500ºC. Учеными разработан новый низкотемпературный электролит для твердооксидных топливных элементов. Они снизили температуру, при которой начинается электрохимическая реакция, до 25ºC. Применение такого электролита в топливных элементах существенно упрощает их использование. Понижения температуры реакции удалось добиться модификацией традиционно используемого в качестве электролита оксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия. Кроме того, была усовершенствована конструкция электродов. Твердооксидные топливные элементы до сих пор рассматривались как перспективное решение для больших электростанций. Было доказано, что использование тепла электрохимической реакции для дополнительной выработки электроэнергии при помощи газовой или паровой турбины может довести КПД теплоэлектростанций до 80%. В качестве топлива для этого типа элементов могут применяться любое жидкое или газообразное органическое топливо либо водород.

Высокая температура реакции, являющаяся преимуществом применения твердооксидных топливных элементов в большой энергетике, усложняет и делает слишком дорогим их широкое распространение в других областях. Специалисты полагают, что с новой разработки начнется долгожданный прорыв топливных элементов на рынок источников электроэнергии. В твердооксидных топливных элементах ионы кислорода проходят через твердый оксид, который используется в качестве электролита, и при высокой температуре реагируют с водородом на аноде. Источником водорода может быть органическое жидкое или газообразное топливо. В том случае, если в качестве топлива применяется чистый водород, результатом реакции является только вода. Электролит не позволяет образовавшимся на аноде электронам двигаться обратно в сторону катода. Если замкнуть катод и анод на внешнюю нагрузку, движение электронов от анода к катоду начнется именно через нее. Будет создан электрический ток.

Обычный электролит обладает ионной проводимостью только при высоких температурах. В результате проведенных опытов было доказано, что ионная проводимость при низких температурах может быть существенно улучшена, если на слой обычного электролита будет нанесен слой титаната стронция (SrTiO3) толщиной 10 нм. Благодаря отличию строения кристаллических решеток оксида циркония и титаната стронция в области контакта этих материалов образуется большое число «кислородных вакансий» (дырок) – мест, которые могут быть заняты атомами кислорода. Эти «кислородные вакансии» образуют пути, по которым ионы кислороды движутся сквозь электролит. Благодаря использованию двух материалов вместе значение фактора проводимости (мера проводимости электролита) при температуре 25ºC достигает 100 млн. Конечно, необходим еще ряд комплексных испытаний, позволяющий проанализировать улучшение ионной проводимости через разработанный электролит. Это сделать сложно, т.к. речь идет об измерениях свойств сверхтонких материалов. Кроме того, для использования нового электролита потребуется изменить конструкцию твердооксидных топливных элементов. Улучшенная электропроводность электролита наблюдается вдоль поверхности соприкосновения материалов, а не перпендикулярно. Ограничение на применения низкотемпературного электролита накладывает материал, из которого сделаны электроды. Для того, чтобы они могли выполнять свою функцию при низкой температуре, их также необходимо совершенствовать.

И только после подтверждения вышеназванных свойств технологии топливных элементов получат мощный импульс для развития.

Кол-во просмотров: 12373
На правах рекламы