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

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

Aim of work (in Russian) : Разработать и охарактеризовать современные электродные материалы, легированные Sr и не содержащие кобальта, которые могут значительно улучшить электрохимическую активность и долговечность симметричной конфигурации

Aim of work (in Kazakh) : Симметриялы конфигурацияның электрохимиялық белсенділігін және беріктігін айтарлықтай жақсарта алатын Sr-қоспаланған, кобальтсыз жетілдірілген электродтық материалдарды әзірлеу және сипаттау

Методы исследования (на русском) : Начальные фазы проекта будут включать описательные исследования для характеристики микроструктуры, фазовой стабильности и электронных свойств новых электродных материалов без кобальта, легированных Sr. Такие методы, как рентгеновская дифракция, сканирующая электронная микроскопия, термогравиметрический анализ и электрохимическая импедансная спектроскопия, будут использоваться для предоставления подробных описаний поведения материалов в различных условиях. Основная часть проекта будет включать экспериментальные исследования по синтезу материалов, оптимизации их состава и проверке их производительности в симметричных установках ТОТЭ. Эти эксперименты будут включать: Твердотельный синтез или золь-гель методы для подготовки легированных Sr электродных материалов без кобальта. Электрохимические испытания, включая испытания производительности одноэлементных ТОТЭ, для оценки выходной мощности, долговечности и скорости деградации с течением времени. Эксперименты по термоциклированию для оценки того, как материалы справляются с изменениями температуры, что имеет решающее значение для реальных применений ТОТЭ. Экспериментальная фаза будет включать тщательное исследование установок как полуэлементов, так и целых элементов, включая подробное тестирование кинетики реакции восстановления кислорода, эффективности реакции анодного окисления и полного импеданса элемента в широком диапазоне рабочих условий.

Методы исследования (на казахском) : Жобаның бастапқы кезеңдеріне кобальтсыз, стронциймен легирленген жаңа электрод материалдарының микроқұрылымын, фазалық тұрақтылығын және электрондық қасиеттерін сипаттайтын сипаттамалық зерттеулер кіреді. Материалдың әртүрлі жағдайлардағы мінез-құлқын егжей-тегжейлі сипаттау үшін рентгендік дифракция, сканерлеуші ​​электронды микроскопия, термогравиметриялық талдау және электрохимиялық импеданс спектроскопиясы сияқты әдістер қолданылады. Жобаның негізгі бөлігі материал синтезі, олардың құрамын оңтайландыру және симметриялы ҚООЭ қондырғыларында олардың өнімділігін тексеру бойынша эксперименттік зерттеулерді қамтиды. Бұл тәжірибелер мыналарды қамтиды: Sr-легирленген, кобальтсыз электрод материалдарын дайындауға арналған қатты дене синтезі немесе золь-гель әдістері. Электрохимиялық сынақтар, соның ішінде бір ұяшықты ҚООЭ өнімділігін сынау, уақыт өте келе қуат шығысын, беріктігін және ыдырау жылдамдығын бағалау үшін. Материалдардың температураның өзгеруіне қалай төтеп беретінін бағалауға арналған термиялық циклдік тәжірибелер, бұл нақты әлемдегі ҚООЭ қолданбалары үшін өте маңызды. Тәжірибелік кезеңге жартылай және тұтас ұяшықтық қондырғыларды мұқият зерттеу, соның ішінде оттегінің тотықсыздану реакциясының кинетикасын, анодтық тотығу реакциясының тиімділігін және ұяшық кедергісін кең ауқымды жұмыс жағдайларында егжей-тегжейлі тексеру кіреді.

Obtained results and novelty (in Russian) : Научная новизна работы заключается в системном анализе стратегии легирования как инструмента повышения эффективности и долговечности безкобальтовых электродных материалов. Проведён подробный и актуализированный технический обзор современной литературы по разработке электродных материалов для твёрдооксидных топливных элементов с целью выявления пробелов, ограничений и проблем существующих решений. Выполнен обзор возможных материалов с хорошими свойствами реакции восстановления кислорода и свойствами реакции окисления водорода. Синтезированы новые оксидные материалы перовскитного типа, легированные Sr, предназначенные для компонентов симметричных твёрдооксидных топливных элементов, с адаптацией их к кубической структуре. Особое внимание уделено формированию оптимальной микроструктуры и контролю распределения размеров частиц для повышения каталитической активности и снижения поляризационного сопротивления.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Бұл жұмыстың ғылыми жаңалығы кобальтсыз электрод материалдарының тиімділігі мен беріктігін арттыру құралы ретінде легирлеу стратегиясын жүйелі талдауында жатыр. Қатты оксидті отын элементтеріне арналған электрод материалдарын әзірлеу бойынша ағымдағы әдебиеттерге егжей-тегжейлі және жаңартылған техникалық шолу қолданыстағы шешімдердің олқылықтарын, шектеулерін және қиындықтарын анықтау үшін жүргізілді. Жақсы оттегі тотықсыздану реакциясы және сутегі тотығу реакциясы қасиеттері бар әлеуетті материалдарға шолу жүргізілді. Симметриялық қатты оксидті отын элементтерінің компоненттеріне арналған жаңа Sr-легирленген перовскит типті оксид материалдары синтезделіп, кубтық құрылымға бейімделді. Каталитикалық белсенділікті арттыру және поляризацияға төзімділікті төмендету үшін оңтайлы микроқұрылымды қалыптастыруға және бөлшектердің өлшемінің таралуын бақылауға ерекше назар аударылды.

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) : Енгізілмеген

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) : Индустрия

Field of application (in Kazakh) : Өнеркәсіп