Ученые РФ научились продлевать срок службы автономных энергоустановок для Крайнего Севера

Российские ученые разработали технологию, позволяющую существенно увеличить срок службы автономных энергоустановок в условиях Крайнего Севера. Речь идет об установках на твердооксидных топливных элементах (ТОТЭ), сообщили в пресс-службе Минобрнауки России.

«Преимущество энергоустановок на основе ТОТЭ в том, что для их работы подойдет любое газифицированное углеводородное топливо, в том числе природный газ, пропан-бутан, дизельное топливо, бензины и неочищенный водород. Препятствие, которое помогают преодолеть наши ученые, — малый срок службы таких установок, это связано с быстрым выходом из строя их составных деталей — токовых коллекторов, которые изготавливают из нержавеющих сталей», — отметили в пресс-службе.

Над проектом работали специалисты Южно-Российского государственного политехнического университета им. М. И. Платова (ЮРГПУ (НПИ)), Института физики твердого тела имени Ю. А. Осипьяна (ИФТТ РАН) и Балтийского федерального университета им. И. Канта.

Коллектив исследователей из ЮРГПУ (НПИ) разработал технологию синтеза и нанесения на токовые коллекторы защитных покрытий на основе кобальт-марганцевой шпинели. Ученые из ИФТТ РАН провели испытания полученных образцов покрытий в условиях, близких к реальной эксплуатации твердооксидных топливных элементов: в воздушной атмосфере, при рабочей температуре и токовой нагрузке, в контакте с материалом катода ТОТЭ на протяжении более 2 500 часов (более ста дней). Важным этапом стал рентгенофазовый анализ, проведенный в ИФТТ РАН, который позволил ученым заглянуть в атомную структуру материала и подтвердить успешное формирование защитной шпинели.

Вклад группы ученых БФУ им. И. Канта заключается в метрологической аттестации функциональных слоев: бесконтактная 3D-профилометрия позволила с высочайшей достоверностью определить параметры рельефа, что стало фундаментом для прогнозирования свойств новых покрытий.

«Преимущество нашей технологии — ее одностадийность. Современные зарубежные аналоги предполагают несколько стадий нанесения таких покрытий с высокотемпературным обжигом, мы же формируем покрытие заданного состава электрохимически, в течение 40-50 минут», — сообщила руководитель проекта, доцент ЮРГПУ (НПИ) Анна Храменкова.

Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда, результаты опубликованы в журнале Ceramics International.