
«Приоритет-2030»: в ВятГУ разработали способ решения проблемы герметизации топливных элементов.
Твердооксидные топливные элементы (ТОТЭ) — это электрохимические устройства, которые преобразуют химическую энергию топлива в электрическую. Они находят применение в различных сферах, включая транспорт, системы электрохимической защиты трубопроводов и устройства совместной генерации тепла и электроэнергии.
В ВятГУ исследуются разработки ТОТЭ трубчатой конструкции на протяжении нескольких лет. В 2021 году ученые университета сосредоточились на создании эффективных герметизирующих элементов для этих топливных элементов.
«Рабочая температура ТОТЭ составляет 700-850°C, что делает выбор материалов для герметизации таких устройств сложным. Мы разработали уникальный стеклополимерный филамент, с помощью которого можем печатать изделия на 3D-принтере, что значительно упрощает сборку ТОТЭ и повышает надежность соединений», — отметила соавтор разработки, ведущий научный сотрудник центра компетенций «Полимерные материалы» ВятГУ Наиля Саетова. В отличие от имеющихся методов формирования стеклонаполненных композиций, технология ВятГУ обеспечивает необходимую прецизионную точность для герметизации ТОТЭ. Размеры отверстий интерконнекторов должны совпадать с размерами топливных элементов с минимальными отклонениями для гарантии надежной герметизации.
«ТОТЭ функционируют в двойной атмосфере. Снаружи подается воздух, а внутри — водород. Критически важно предотвратить смешивание этих газов. Для этой цели мы используем стекло. В процессе нагрева полимерная составляющая сгорает, оставляя стекло, которое обеспечивает надежную герметизацию. Максимальная степень наполнения в 72 мас. % гарантирует высокую прочность соединений», — пояснила Наиля Саетова.
В настоящее время в ВятГУ разработана схема серийного производства изделий разных форм и размеров методом 3D-печати из стеклополимерных композиций с различной степенью наполнения, а также запатентованы составы этих стеклополимерных смесей.
Благодаря преимуществам предложенного метода, разработка ученых ВятГУ привлекла интерес представителей ведущих научных институтов и производств в сфере электрохимии, таких как Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, НИЦ «ТОПАЗ» и НТИ «Водород как основа низкоуглеродной экономики» на базе Института катализа имени Г. К. Борескова СО РАН. Работа осуществляется в рамках стратегического технологического проекта «Материалы и технологии электрохимической энергетики» в рамках программы «Приоритет-2030».


Другие Новости Кирова (НЗК)






«Приоритет-2030»: в ВятГУ разработали способ решения проблемы герметизации топливных элементов.
Исследователи Вятского государственного университета разработали оригинальный метод создания изделий из стеклополимерных композиций, предназначенных для герметизации устройств, работающих при высоких температурах.