Реєстраційний номер
0425U000391, Кандидатська дисертація
На здобуття
Кандидат технічних наук
Дата захисту
08-12-2025
Статус
Захищена
Назва роботи
Структура і властивості Ni-ZrO2 паливного електроду керамічної паливної комірки
Здобувач
Полішко Ігор Олександрович,
Керівник Васильєв Олександр Дмитрович
Опонент Богомол Юрій Іванович
Опонент Дурягіна Зоя Антонівна
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича Національної академії наук України
Опис
Робота присвячена вирішенню актуальної науково-технічної задачі по вдосконаленню структури і, як результат, властивостей нікель-цирконієвого аноду керамічної паливної комірки, шляхом використання різних за складом матеріалів та методів виготовлення, з метою підвищення ефективності роботи КПК в цілому.
В роботі проведено заміну традиційної керамічної складової аноду 8YSZ на 3,5YSZ з метою забезпечення необхідної механічної міцності при збільшенні пористості. Досліджено закономірності формування структури композиційного аноду NiO–3,5YSZ до та після відновлення у водні в залежності від вихідної кількості пороутворювача та досліджено вплив пористості на міцність і електричну провідність.
Проведено дослідження впливу керамічної складової аноду, виготовленої з порошків діоксиду цирконію з різними стабілізуючими добавками (3,5YSZ та 10Sc1CeSZ), але однаковими морфологічними параметрами, на електричні властивості керамічних паливних комірок. Показано, що у випадку з традиційним електролітом 8YSZ, КПК побудована на основі аноду 3,5YSZ демонструє вищу електричну потужність ніж 10Sc1CeSZ. Причиною можуть бути процеси дифузії, пов’язані з міграцією церію під час спікання напівкомірки, а саме між анодом 10Sc1CeSZ–NiO та електролітом 8YSZ. Також, це вказує на те, що зона реакції не поширюється всередині анода 10Sc1CeSZ–NiO, і окислення палива відбувається безпосередньо на межі анод/електроліт.
Проведено порівняльне дослідження структури і властивостей керамічних зразків виготовлених з розробленого порошку 8YSZ та його комерційного аналогу виробництва Tosoh Ltd. Встановлено, що розроблений порошок є перспективним для виготовлення КПК, оскільки за однакових умов виготовлення кераміка з нього демонструє вищі значення міцності та електропровідності, у порівнянні з його аналогом.
Проведено апробацію розробленого порошку 8YSZ для виготовлення керамічних паливних комірок промисловим методом – стрічковим литтям. Відпрацьовані оптимальні склад та умови лиття суспензій для виготовлення складових КПК, режими їх поєднання та спікання.
На основі проведених в роботі досліджень розроблено та виготовлено керамічну паливну комірку та порівняно з її комерційним аналогом. Показано, що виготовлена КПК, за однакових умов випробування: температура: 800 °C, паливо 5%H2-95%Ar, та кисень з повітря як окисник, демонструє на 50% вищі показники питомої потужності, в порівняння з комерційним зразком того ж складу – анод 8YSZ-NiO, електроліт 8YSZ, катод 8YSZ-LSM.
Дата реєстрації
2025-12-10
Додано/оновлено в НРАТ
2025-12-10 / 2026-07-01
