Российские химики повысили мощность топливных элементов

Уральские ученые улучшили проводимость материала для высокоэффективных электрохимических устройств, применив метод инфильтрации. Электродный материал, усовершенствованный химиками, можно использовать для создания твердооксидных топливных элементов или электролизеров на протонных электролитах, которые эксплуатируются в области энергетики. Результаты работы опубликованы в журнале Catalysts.

Твердооксидные топливные элементы (ТОТЭ) и электролизеры (ТОЭ) на протонных электролитах отличаются от других систем высокой энергоэффективностью, экологичностью и большим сроком эксплуатации. Эти электрохимические устройства, функционирующие на основе водорода, метана и смеси газов, применяются как автономные источники тока для энергоснабжения жилых строений, станций катодной защиты нефте- и газопроводов, а также в военной и космической промышленности.

Специалисты Уральского федерального университета (Екатеринбург) и Института высокотемпературной электрохимии УрО РАН получили высокий уровень смешанной ионно-электронной проводимости благодаря добавлению железа в базовый церато-цирконат бария. Ввод ионов железа в состав сложнооксидных перовскитов позволил достичь необходимой степени электродной активности. Помимо этого, химики определили количество железа, при котором можно добиться оптимального баланса между функциональными свойствами вещества.

«Наш подход добавляет серьезные преимущества этому материалу по сравнению с другими известными электродами. Кроме того, мы предложили способ улучшения электрохимической активности электродов путем внедрения наночастиц оксида празеодима в их пористую структуру. Такой подход оказал положительное влияние, которое привело к повышению электрохимической активности электродов», — прокомментировала соавтор исследования и младший научный сотрудник ИВТЭ УрО РАН Лиана Тарутина.