Физики смогли улучшить технологию производства экологичного топлива

Как поясняет Дмитрий Агарков — старший научный сотрудник ИФТТ РАН и доцент кафедры физики организованных структур и химических процессов МФТИ, — ТОТЭ является электрохимическим генератором, который работает за счёт топлива и воздуха. Выработка энергии в таких устройствах зависит не от прямого сгорания, но от электрохимических процессов. Продуктом устройств является полезная и чистая энергия: электрическая или тепловая.

«Перспективы применения ТОТЭ уже сейчас довольно впечатляющие. В России данная технология пока недостаточно развита, несмотря на то, что она экологична (выбросы СО и NOx ниже пределов обнаружения современных детекторов, CO2 минимальный). Действующих устройств у нас в стране пока нет, но они созданы в Японии, Европейском союзе и США и уже успешно используются в качестве автономных источников энергии, в том числе в стационарной энергетике, грузовом транспорте и даже летающих дронах», — рассказывает Дмитрий Агарков.

Работа ТОТЭ-батарей в сущности зависит от стабильности электрического контакта между электродами и биполярными пластинами. Их показатель сопротивления должен быть небольшим, а устойчивость — подходящей для поддержания работы в течение 30-50 часов.

«У керамической пластины есть катодная и анодная сторона, и если с анодной стороны для хорошего контакта достаточно использовать металлическую сетку, то со стороны катода возникают затруднения. Наши разработки были посвящены поиску наиболее оптимального контактного материала — пасты, которая наносится на катодную сторону и обеспечивает контакт между керамическими и металлическими пластинами. Контактные материалы катода должны быть стабильными в окислительной атмосфере. Мы синтезировали материалы на основе магнита лантана стронция. Для получения нужных нам свойств (однофазность, приемлемые электрохимические характеристики, нужная дисперсность зерен) применяли механическую обработку и в итоге нашли лучший вариант для обеспечения стабильности контакта на границе катодный электрод / биполярная пластина», —резюмировала Екатерина Агаркова, младший научный сотрудник лаборатории спектроскопии дефектных структур ИФТТ РАН.

Чтобы повысить стабильность контакта и проводимость системы, учёные изготовили порошок LSM, затем измельчили его и нанесли слоем на контактные слои ТОТЭ-системы. Испытания показали, что это повышает проводимость и плотность тока, подаваемого в ТОТЭ. Дополнение, предложенное исследователями, делает систему многократно более эффективной.

Фото: МФТИ