The object of research, development or design (in Russian) : Материалы для планарных твердооксидных топливных элементов

The object of research, development or design (in Kazakh) : Планарлық қатты оксидті отын элементтеріне арналған материалдар

Aim of work (in Russian) : Целью проекта является разработка наукоемких технологии создания высокоэффективных твердооксидных топливных элементов с несущей анодной основой и тонкопленочными функциональными слоями. Они применяются в качестве источников электроэнергии в автономных энергоустановках различного назначения, а также в распределенной энергетике.

Aim of work (in Kazakh) : Жобаның мақсаты анод негізіндегі және жұқа қабықшалы функционалды қабаттары бар жоғары тиімді қатты оксидті отын элементтерін құрудың ғылымды қажет ететін технологияларын әзірлеу. Олар әртүрлі мақсаттағы автономды электр қондырғыларында, сондай-ақ үлестірілген энергетикада электр энергиясының көзі ретінде қолданылады.

Методы исследования (на русском) : Исходные порошки выбранных материалов были получены и аттестованы с помощью метода BET, рентгенофазового анализа и электронной микроскопии. Термическое расширение и кинетика спекания материалов и композитов на их основе были исследованы с помощью дилатометра. Измерение проводимости материалов было выполнено 4-х зондовым методом на постоянном токе. Поляризационное сопротивление электродных материалов исследовали на симметричных образцах методом импедансной спектроскопии с помощью потенциостата/гальваностата.

Методы исследования (на казахском) : Таңдалған материалдардың бастапқы ұнтақтары BET әдісі, рентгендік фазалық талдау және электронды микроскопия арқылы алынды және сертификатталды. Оларға негізделген материалдар мен Композиттердің термиялық кеңеюі және синтездеу кинетикасы дилатометр көмегімен зерттелді. Материалдардың Өткізгіштігін өлшеу тұрақты токта 4 зонд әдісімен жүргізілді. Электрод материалдарының поляризациялық кедергісі потенциостат/гальваностат көмегімен импеданс спектроскопиясы әдісімен симметриялы үлгілерде зерттелді.

Obtained results and novelty (in Russian) : В ходе выполнения проекта был проведен технический обзор по ограничениям и тенденциям в разработке катодных материалов для среднетемпературных твердооксидных топливных элементов. Проведен синтез порошков перовскитных материалов со смешанной ионно-электронной проводимостью. Изготовлены пасты для трафаретной печати катодов ТОТЭ. Проведена работа по формированию тонкопленочного электролита ТОТЭ на NiO/YSZ анодах методом магнетронного распыления. Изготовлены топливные элементы с электролитами различного состава и архитектуры; способами и методами формирования катода разрабатанными на этапе синтеза и исследование новых катодных материалов для среднетемпературных ТОТЭ. Исследованы технические характеристики топливных элементов с электролитами различного состава и архитектуры. Проведена работа по формированию тонкопленочного электролита ТОТЭ на NiO/YSZ анодах методом магнетронного распыления при различных параметрах осаждения. Измерены остаточные механические напряжения в электролите ТОТЭ. Изготовлены топливные элементы с электролитами, полученными при различных параметрах осаждения, и исследование физико-технических характеристик топливных элементов. Определены влияния остаточных напряжений в электролите - на характеристики ТОТЭ (проводимость электролита). Проведена работа по формированию наноструктурных интерфейсных слоев на границе анод/электролиты или катод/электролит методом магнетронного распыления.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Жобаны іске асыру барысында орта температуралы қатты оксидті отындық элементтерге арналған катодтық материалдарды әзірлеудегі шектеулер мен даму үрдістеріне қатысты техникалық шолу жүргізілді. Аралас иондық-электрондық өткізгіштігі бар перовскиттік материал ұнтақтары синтезделді. ҚООЭ катодтарына арналған трафареттік баспа пасталары дайындалды. NiO/YSZ анодтары негізінде магнетрондық бүрку әдісімен ҚООЭ жұқа қабықты электролитін қалыптастыру бойынша жұмыс атқарылды. Әртүрлі құрам мен архитектурадағы электролиттері бар отындық элементтер дайындалды; синтез кезеңінде әзірленген орта температуралы ҚООЭ-ге арналған жаңа катодтық материалдарды зерттеу мақсатында катодты қалыптастыру тәсілдері мен әдістері қолданылды. Электролиттердің әртүрлі құрамдары мен архитектуралары бар отындық элементтердің техникалық сипаттамалары зерттелді. NiO/YSZ анодтары негізінде магнетрондық бүрку әдісімен әртүрлі тұндыру параметрлерінде ҚООЭ жұқа қабықты электролитін қалыптастыру жұмыстары жүргізілді. ҚООЭ электролитіндегі қалдық механикалық кернеулер өлшенді. Әртүрлі тұндыру параметрлерінде алынған электролиттері бар отындық элементтер дайындалып, олардың физика-техникалық сипаттамалары зерттелді. Қалдық кернеулердің электролиттегі ҚООЭ сипаттамаларына (электролит өткізгіштігіне) әсері анықталды. Магнетрондық бүрку әдісімен анод/электролит немесе катод/электролит шекарасында наноқұрылымды интерфейстік қабаттарды қалыптастыру бойынша жұмыс жасалды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Новые материалы и развитие перспективных наукоемких технологий

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Жаңа материалдар және перспективалық ғылымды қажет ететін технологияларды әзірлеу

Level of implementation (in Russian) : Не внедрено

Level of implementation (in Kazakh) : Енгізілген жоқ

Efficiency (in Russian) : Все работы выполнены в соответствие с календарным планом

Efficiency (in Kazakh) : Барлық жұмыстар күнтізбелік жоспарға сәйкес орындалды

Field of application (in Russian) : высокотехнологические материалы и технологии их получения для электрохимических источников тока – твердооксидных топливных элементов

Field of application (in Kazakh) : жоғары технологиялық материалдар мен оларды алу технологияларына электрохимиялық ток көздері-қатты ксидті отын элементтері