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) : Целью проекта является исследование материалов со смешанной (кислород-ионной и электронной) проводимостью и формирование на их основе беспористой структуры катод–электролит для создания ТОТЭ. Наиболее важной характеристикой катодного материала для создания беспористой структуры катод-электролит будет являться высокая каталитическая активность к реакции восстановления кислорода.

Aim of work (in Kazakh) : Жобаның мақсаты аралас (оттегі-иондық және электрондық) өткізгіштігі бар материалдарды зерттеу және олардың негізінде ҚООЭ жасау үшін катод–электролиттің кеуексіз құрылымын қалыптастыру болып табылады. Кеуексіз катод-электролиттің құрылымын құру үшін катод материалының маңызды сипаттамасы оттегінің қалпына келу реакциясына жоғары каталитикалық белсенділігі болып табылады.

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) : Проведен обзор структур перовскитов и их производных (двойных перовскитов, браунмеллерита и фаз Раддлесдена-Поппера). Рассмотрены зависимости таких свойств этих материалов, как электронная и ионная проводимость, термическое расширение и взаимодействие с электролитами, от структуры и химического состава. Собраны и приведены литературные данные по этим параметрам для более 100 различных составов. На основании анализа данных, полученных в ходе обзора, выбраны составы катодных материалов для дальнейших исследований. Было решено использовать при выполнении проекта два электролитных материала – YSZ и GDC. Выбор обусловлен тем, что, с одной стороны, GDC лучше химически совместим с катодными материалами, с другой стороны, YSZ более стабилен в восстановительной атмосфере, что является необходимым условием создания полноценного топливного элемента. По совокупности исследованных параметров, для дальнейшего исследования были выбраны составы катодных материалов: Методами синтеза для выбранных катодных материалов являются: - пиролиз полимерно-солевой композиции; - самораспространяющися высокотемпературный синтез (вариация метода Печчини).

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Перовскиттердің құрылымдары мен олардың туындыларына (Қос перовскиттер, браунмиллерит және Раддлесден-Поппер фазалары) шолу жасалды. Электрондық және иондық өткізгіштік, термиялық кеңею және электролиттермен өзара әрекеттесу сияқты осы материалдардың қасиеттерінің құрылымы мен химиялық құрамына тәуелділігі қарастырылады. 100-ден астам түрлі композициялар үшін осы параметрлер бойынша әдеби деректер жинақталған және келтірілген. Шолу барысында алынған деректерді талдау негізінде одан әрі зерттеу үшін катодты материалдардың құрамы таңдалды. Жобаны орындау кезінде екі электролиттік материалды – YSZ және GDC пайдалану туралы шешім қабылданды. Таңдау, бір жағынан, GDC катодты материалдармен жақсы химиялық үйлесімділікке байланысты, екінші жағынан, YSZ тотықсыздану атмосферасында тұрақтырақ, бұл толыққанды отын ұяшығын құрудың қажетті шарты болып табылады. Зерттелген параметрлер жиынтығы бойынша одан әрі зерттеу үшін катодты материалдардың құрамы таңдалды: Таңдалған катодты материалдар үшін синтез әдістері: - полимер-тұз композициясының пиролизі; - өздігінен таралатын жоғары температуралы синтез (Печчини әдісінің модификациясы).

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 мен ғылыми келешегі зор технологиялар

Level of implementation (in Russian) :

Level of implementation (in Kazakh) :

Efficiency (in Russian) :

Efficiency (in Kazakh) :

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-қаттыо ксидті отын элементтері