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

Лаборатория материалов для электрохимических технологий

Номер договора
14.B25.31.0018
Период реализации проекта
2013-2017

По данным на 30.01.2020

19
Количество специалистов
53
научных публикаций
7
Объектов интеллектуальной собственности
Общая информация

Топливные элементы являются наиболее эффективной и экологичной технологией по производству электричества. Работа сотрудников лаборатории направлена на разработку новых материалов и технологий твердооксидных топливных элементов, а также керамических мембран и высокотемпературных электролизеров газов, которые также рассматриваются в числе наиболее перспективных подходов для получения энергии.

Название проекта: Новые материалы и технологии твердооксидных топливных элементов, керамических мембран и высокотемпературных электролизеров газов



Цели и задачи

Направления исследований: Новые оксидные и композитные материалы, технологии новых электрохимических устройств для применений в области энергетики, фундаментальные исследования в области высокотемпературной электрохимии и физической химии твердого тела

Цель проекта: Разработка новых материалов с высокой смешанной ионно-электронной проводимостью и другими функциональными свойствами, необходимыми для применения в качестве электродов среднетемпературных твердооксидных топливных элементов, твердооксидных электролизеров и керамических мембран, а также передовых технологий изготовления высокоэффективных электрохимических приборов, адаптируемых к условиям производства и применения потенциальными промышленными партнерами


Практическое значение исследования

Научные результаты:

  • Разработаны новые материалы для твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ), электролизеров газов (ТОЭ) и керамических мембран с улучшенной стабильностью и функциональными свойствами, обеспечивающими высокую эффективность.
  • Разработаны новые научные и технологические подходы для изготовления электродов ТОТЭ/ТОЭ и керамических мембран.
  • Оптимизированы методы производства и режимы использования электрохимических устройств, обеспечивающие адаптацию к различным технологическим задачам и достижение необходимого ресурса работы.
  • Получен широкий набор фундаментальных данных о фазовых соотношениях, механизмах образования и переноса дефектов, электрохимической активности, параметрах электронного и ионного переноса, химическом и тепловом расширении, кинетической и морфологической стабильности и другим функциональным свойствам новых материалов.

Внедрение результатов исследования:

  • Выполнен ряд соглашений и договоров с промышленными и технологическими партнерами в области твердооксидных топливных элементов. Подготовлена техническая документация для практического использования результатов проекта, переданных партнерам.

  • Проведены ресурсные испытания новых материалов, компонентов твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ) и модельных электрохимических устройств.

  • Научные результаты проекта используются в настоящее время при оптимизации батарей твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ) планарной конструкции для стационарных и мобильных применений, в частности, при разработке городских коммунальных электромобилей с расширителем пробега.

Образование и переподготовка кадров:

  • Подготовлено более 10 молодых исследователей и студентов, начавших научную работу в области проекта.

  • Защиты: 2 докторские диссертации, 6 кандидатских диссертаций.

  • Организовано повышение квалификации более 40 молодых сотрудников сторонних научных организаций, участвовавших в трех организованных Школах молодых ученых.

  • Организованы стажировки для молодых ученых из Национального исследовательского Томского политехнического университета, Новосибирского национального исследовательского государственного университета и Института химии твердого тела Уральского отделения РАН, направленные на обучение пользованию современным оборудованием и исследовательскими методиками по направлению проекта.

  • Подготовлено более 40 докладов на международных и всероссийских научных конференциях молодыми исследователями и студентами.

Организационные и инфраструктурные преобразования: Оборудование Лаборатории используется в рамках исследований Распределенного центра коллективного пользования ИФТТ РАН.

Другие результаты:

  • Получено 7 объектов интеллектуальной собственности.

  • Получено более 15 грантов.

  • Сотрудники Лаборатории ежегодно проводят Всероссийскую конференцию с международным участием «Топливные элементы и энергоустановки на их основе» и Школу молодых ученых «Современные аспекты высокоэффективных топливных элементов и энергоустановок на их основе».

Сотрудничество: Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН (Россия), ФИЦ «Институт катализа им. Г. К. Борескова Сибирского отделения РАН (Россия), Авейрусский университет (Португалия): совместные исследования и публикации



Скрыть Показать полностью
Agarkov D.A., Burmistrov I.N., Tsybrov F.M., Tartakovskii I.I., Kharton V.V. Bredikhin S.I.
In-situ Raman Spectroscopy Analysis of the Interface between Ceria-Containing SOFC Anode and Stabilized Zirconia Electrolyte. Solid State Ionics 319: 125–129 (2018).
Tsipis E.V., Waerenborgh J.C., Kharton V.V.
Grain-boundary States in Solid Oxide Electrolyte Ceramics Processed Using Iron Oxide Sintering Aids: a Mössbauer Spectroscopy Study. Journal of Solid State Electrochemistry 21(10): 2965–2974 (2017).
. Kolotygin V.A., Ivanov A.I., Bredikhin S.I., Kharton V.V.
Electrophysical and Thermomechanical Properties of Perovskites La0.5A0.5Mn0.5Ti0.5O3–δ (A = Ca, Sr, Ba) Used as Fuel Cell Anodes: the Effect of Radius of Alkali-Earth Cation. Russian Journal of Electrochemistry 52(7): 622–627 (2016).
Reddy A.A., Tulyaganov D.U., Kharton V.V., Ferreira J.M.F.
Development of Bilayer Glass-Ceramic SOFC Sealants Via Optimizing the Chemical Composition of Glasses – A Review. Journal of Solid State Electrochemistry 19(10): 2899–2916 (2015).
Kuritsyna I., Sinitsyn V., Melnikov A., Fedotov Yu., Tsipis E., Viskup A., Bredikhin S., Kharton V.
Oxygen Exchange, Thermochemical Expansion and Cathodic Behavior of Perovskite-Like Sr0.7Ce0.3MnO3-. Solid State Ionics 262: 349–353 (2014).
Фотоальбомы
Вторник , 03.12.2019
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Междисциплинарная лаборатория мирового уровня «Редокс-активных молекулярных систем»

Казанский научный центр РАН - (ФИЦ КазНЦ РАН)

Химия

Казань

Алабугин Игорь Владимирович

Россия, США

2022-2024

Лаборатория «Спиновая гиперполяризация»

Международный томографический центр СО РАН - (МТЦ СО РАН)

Химия

Новосибирск

Боденхаузен Джеффри

Франция, Нидерланды

2021-2023

Лаборатория СВЧ-активации каталитических процессов

Институт органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН - (ИОХ РАН)

Химия

Москва

Салми Тапио Олави

Финляндия

2021-2023