Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Приглашенный ученый Панайотис Циакарас Греция
Номер договора
14.Z50.31.0001
Период реализации проекта
2014-2018
26
Количество специалистов
57
научных публикаций
8
Объектов интеллектуальной собственности
Общая информация

Совместно с российскими учеными профессор Панайотис реализует проект по получению твердооксидных электрохимических ячеек с несущим и тонкослойным протонным электролитом для электрохимических устройств. Одно из главных преимуществ электрохимических устройств по сравнению с традиционными источниками тока - высокий КПД, поскольку в них энергия топлива напрямую превращается в электрическую.

Название проекта: Разработка твердооксидных электрохимических ячеек с несущим и тонкослойным протонным электролитом для электрохимических устройств

Приоритет СНТР: б



Цели и задачи

Направления исследований: Научные основы дизайна новых протонпроводящих материалов с заданными свойствами и разработки твердооксидных электрохимических устройств различного назначения на их основе

Цель проекта: Разработка основ и технологий для коммерчески приемлемых электрохимических устройств на основе несущих и тонкослойных протонных электролитов для газового анализа, а также для получения электричества и водорода


Практическое значение исследования

  • Выполнен синтез и исследование свойств протонпроводящих электролитных материалов, включая получение однофазных порошков, газоплотной керамики, а также изучение физико-химических, механотермических, стабилизационных, электрических и электрохимических свойств керамических образцов.
  • Синтезированы и исследованы свойства боросиликатных стеклогерметиков как перспективных материалов для герметизации электрохимических устройств.
  • Синтезирован ряд электродных материалов для их применения в ТОТЭ с целью замены дорогостоящих платиновых электродов. Проведено исследование их структурных, термических, электрических свойств, а также совместимость с электролитами на основе церата и цирконата бария. Подобраны наиболее оптимальные композиции.
  • Проведен комплекс мероприятий, направленных на разработку, изготовление и испытание прототипов электрохимических устройств на основе протонпроводящих керамических электролитов, таких как топливные элементы, электролизеры и газовые сенсоры.

Внедрение результатов исследования:

Разработаны газовые сенсоры водорода и водяного пара с чувствительными электрохимическими элементами на основе протон-проводящих оксидных электролитов. Первый сенсор позволяет измерять содержание водорода в газовых смесях с азотом в диапазоне от 0,5 до 5% и при температурах от 600 до 700°С, а второй – содержание водяного пара в смесях с воздухом, азотом и инертными газами в диапазоне от 0,5 до 12% и при температурах от 550 до 650°С. Для данных сенсоров разработаны соответствующие ЕСКД комплекты эскизной конструкторской документации.

Образование и переподготовка кадров:

  • Организовано повышение квалификации сотрудников Лаборатории, включая студентов и аспирантов, как за рубежом (Университет Фессалии, Греция), так и в ведущих университетах России (Институт неорганической химии имени А. В. Николаева СО РАН, УрФУ).
  • Организовано повышение квалификации 8 молодых ученых из сторонних организаций в Лаборатории по направлению научного исследования.
  • Защиты: 1 докторская диссертация, 3 кандидатские диссертации, 2 выпускные квалификационные работы бакалавра.
  • Разработан и внедрен курс лекций «Физико-химические основы создания новых перспективных материалов», Уральский федеральный университет им. первого Президента Росcии Б.Н. Ельцина (автор – М. В. Ананьев).
  • Проведено три семинара по теме мегагранта:
  1. Семинар по электрохимическим устройствам на твердооксидных протонных электролитах (Екатеринбург, 2015 г.).
  2. Семинар по электрохимическим устройствам на твердооксидных протонных электролитах (Екатеринбург, 2016 г.).
  3. Секция в рамках Первой международной конференции по интеллектоемким технологиям в энергетике (физическая химия и электрохимия расплавленных и твердых электролитов) «Протонный перенос в твердых электролитах» (Свердловская область, 2017 г.).

  • Опубликованы главы в монографии «Advances in medium and high temperature solid oxide fuel cell technology» (Глава 3 – Циакарас П., Медведев Д.А., Демин А.К. Proton-Conducting Electrolytes for Solid Oxide Fuel Cell Applications; Глава 4 – Демин А.К., Циакарас П. Interconnects for Solid Oxide Fuel Cells).
  • Издана монография «Современное состояние, проблемы и перспективы применения материалов на основе церата бария» (авторы – Д.А. Медведев, А.А. Мурашкина).

Другие результаты:

- Опубликовано 35 работ в рецензируемых научных журналах по итогам исследований.

- Поданы заявки или получены 8 патентов на изобретение.

- Выиграно 8 грантов.

- Заключено 8 коммерческих контрактов.

Сотрудничество: 

Университет Сун Ят Сен (Китай), Совет по научным и промышленным исследованиям (Южная Африка), Институт перспективных энергетических технологий (CNR-ITAE) Мессина (Италия): совместные исследования

Скрыть Показать полностью
Medvedev D.A., Lyagaeva J.G., Gorbova E.V., Demin A.K., Tsiakaras P.
Advanced materials for SOFC application: strategies for the development of highly conductive and stable solid oxide proton electrolytes. Progress in Materials Science 75: 38–79 (2016).
Kalyakin A., Volkov A., Lyagaeva J., Medvedev D., Demin A., Tsiakaras P.
Combined amperometric and potentiometric hydrogen sensors based on BaCe0.7Zr0.1Y0.2O3−δ proton-conducting ceramic. Sensors and Actuators B: Chemical 231: 175–182 (2016).
Lyagaeva J., Danilov N., Vdovin G., Bu J., Medvedev D., Demin A., Tsiakaras P.
A new Dy-doped BaCeO3–BaZrO3 proton-conducting material as a promising electrolyte for reversible solid oxide fuel cells. Journal of Materials Chemistry A 4(40): 15390–15399 (2016).
Danilov N., Lyagaeva J., Vdovin G., Medvedev D., Demin A., Tsiakaras P.
An electrochemical approach for analyzing electrolyte transport properties and their effect on protonic ceramic fuel cell performance. ACS Applied Materials & Interfaces 9(32): 26874–26884 (2017).
Danilov N., Pikalova E., Lyagaeva J., Antonov B., Medvedev D., Demin A., Tsiakaras P.
Grain and grain boundary transport in BaCe0.5Zr0.3Ln0.2O3−δ (Ln – Y or lanthanide) electrolytes attractive for protonic ceramic fuel cells application. Journal of Power Sources 366: 161–168 (2017).
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Лаборатория интенсификации процессов тепломассопереноса в многофазных системах

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук

Энергетика и рациональное природопользование

Новосибирск

Маркидес Кристос

Кипр

2019-2021

Лаборатория перспективных эффективных технологий

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет"

Энергетика и рациональное природопользование

Новосибирск

Вуд Дэвид Хоу

Австралия

2019-2021

Лаборатория перспективной солнечной энергетики

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»

Энергетика и рациональное природопользование

Москва

Ди Карло Альдо

Италия

2018-2020