Уральские ученые увеличили мощность твердооксидных топливных элементов в 8 раз
Специалисты Института высокотемпературной электрохимии УрО РАН и УрФУ смогли увеличить мощность твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ) в восемь раз, сообщили в пресс-службе УрФУ. Улучшение характеристик достигнуто за счет модификации структуры анода, что позволило повысить эффективность преобразования химической энергии водорода в электричество.
Фото: личный архив Дениса Осинкина / УрФУ
Фото: личный архив Дениса Осинкина / УрФУ
По словам руководителя научной группы Дениса Осинкина, для ускорения реакции на электроде к аноду добавили проводящий слой из серебра, а также пропитали его частицами никеля и оксида церия, которые помогают водороду быстрее расщепляться и отдавать электроны. В результате очень медленную «кисельную» реакцию удалось значительно ускорить. «"Кисель" превратился в "воду", батарейка заработала в восемь раз мощнее, а сам анод не сломался за 500 часов работы. При этом мы ничего не меняли в основном составе материала, оставив его везде одинаковым»,— отметил он.
По данным Research and Markets, мировой рынок твердооксидных топливных элементов вырастет с $3,2 млрд в 2025 году до $9,6 млрд к концу 2030 года при среднегодовом темпе роста 24,4 %. Основным драйвером роста является спрос на эффективные и экологичные решения для стационарной энергетики. Более 70% рынка водородной энергетики приходится на Азиатско-Тихоокеанский регион. Широкое применение ТОТЭ сдерживается сложностью и дороговизной производства, требовательностью к материалам и длительным временем запуска. Технология уральских ученых предполагает использование элементов ТОТЭ с одинаковым ионным составом, что, в частности, упрощает и удешевляет производство готовых изделий.
Электрохимическая активность топливного электрода выросла более чем в 20 раз благодаря модификации. При температуре 800° мощность устройства достигла 450 мВт/см2. Такие показатели сопоставимы с параметрами промышленных энергоустановок мощностью в сотни киловатт, используемых для автономного электроснабжения заводов, больниц, ЖК и удаленных объектов. Разработчики считают, что технология готова к масштабированию для коммерческого применения.