ҚАТТЫ ОКСИДТІ ОТЫН ЭЛЕМЕНТТЕРІНЕ АРНАЛҒАН ЗЕРТТЕУ ҰЯШЫҚТАРЫН ӘЗІРЛЕУ ЖӘНЕ ЖАСАУ

Бұл мақала әртүрлі температураларда қатты оксидті отын элементтерінің (ҚООЭ) сипаттамаларын зерттеуге арналған зерттеу ұяшықтарын әзірлеу мен жасауға арналған. Негізгі назар құрылымның тығыздығын қамтамасыз ететін жоғары температуралы шыны герметиктерді қолдануға аударылған. Мақалада үлгілік отын ұяшықтарын жасауға арналған материалдар мен әдістер сипатталған, соның ішінде электролиттердің (YSZ, ScSZ, GDC) және электродтардың (NiO, LSM) әртүрлі комбинациялары қарастырылады. Зерттеу ұяшықтарының құрылымында белсенді аймаққа түсетін газ қоспасының құрамын 0,5%-дан аспайтын ауытқулармен дәл бақылауды қамтамасыз ететін электрохимиялық сенсорлар бар. 700–950 ℃ температура диапазонында үлгілік ҚООЭ вольт-амперлік сипаттамаларын зерттеу нәтижелері температураның жоғарылауы омикалық шығындардың азаюына және электрохимиялық реакциялардың кинетикасының жақсаруына әкелетінін көрсетті. Материалдардың өткізгіштігі артып, электродтардың белсенділігі жақсарған сайын, жоғары температурада максималды қуат тығыздығы жоғары ток тығыздығымен қол жеткізілді. Төмен температураларда электролиттің қарсылығының артуы мен электродтардың белсенділігінің төмендеуіне байланысты ұяшықтардың тиімділігі шектелген. Әзірленген зерттеу ұяшықтары деректердің жоғары сенімділігі мен қайталанғыштығын көрсетті, бұл оларды ҚООЭ материалдары мен құрылымдарының құрамын оңтайландыру үшін пайдалануға мүмкіндік береді. Алынған нәтижелер ұсынылған әдістеменің жоғары тиімді отын элементтерін әзірлеудегі әлеуетін растайды.

1. Le T.T., Sharma P., Bora B.J., Tran V.D., Truong T.H., Le H.C., Nguyen P.Q.P. Fueling the future: A comprehensive review of hydrogen energy systems and their challenges // International Journal of Hydrogen Energy. – 2024. – Vol. 54. – Р. 791–816. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2024.01.012

2. Evro S., Oni B.A., Tomomewo O.S. Carbon neutrality and hydrogen energy systems // International Journal of Hydrogen Energy. – 2024. – Vol. 78. – Р. 1449–1467. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.12.045

3. Fan L., Tu Z., Chan S.H. Recent development of hydrogen and fuel cell technologies: A review // Energy Reports. – 2021. – Vol. 7. – Р. 8421–8446. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2021.08.033

4. Aminudin M.A., Kamarudin S.K., Lim B.H., Majilan E.H., Masdar M.S., Shaari N. An overview: Current progress on hydrogen fuel cell vehicles // International Journal of Hydrogen Energy. – 2023. – Vol. 48(11). – Р. 4371–4388. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.02.056

5. Singla M.K., Nijhawan P., Oberoi A.S. Hydrogen fuel and fuel cell technology for cleaner future: a review // Environmental Science and Pollution Research. – 2021. – Vol. 28(13). – Р. 15607–15626. https://doi.org/10.1007/s11356-021-13278-7

6. Pramuanjaroenkij A., Kakaç S. The fuel cell electric vehicles: The highlight review // International Journal of Hydrogen Energy. – 2023. – Vol. 48(25). – Р. 9401–9425. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.04.005

7. Luo Y., Wu Y., Li B., Mo T., Li Y., Feng S.P., Chu P.K. Development and application of fuel cells in the automobile industry // Journal of Energy Storage. – 2021. – Vol. 42. – Р. 103124. https://doi.org/10.1016/j.est.2021.103124

8. Singh M., Zappa D., Comini E. Solid oxide fuel cell: Decade of progress, future perspectives and challenges // International Journal of Hydrogen Energy. – 2021. – Vol. 46(54). – Р. 27643–27674. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2021.06.176

9. Golkhatmi S.Z., Asghar M.I., Lund P.D. A review on solid oxide fuel cell durability: Latest progress, mechanisms, and study tools // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2022. – Vol. 161. – Р. 112339. https://doi.org/10.1016/j.rser.2022.112339

10. Xu Q., Guo Z., Xia L., He Q., Li Z., Bello I.T., Ni M. A comprehensive review of solid oxide fuel cells operating on various promising alternative fuels // Energy Conversion and Management. – 2022. – Vol. 253. – Р. 115175. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2022.115175

11. Peng J., Huang J., Wu X.L., Xu Y.W., Chen H., Li X. Solid oxide fuel cell (SOFC) performance evaluation, fault diagnosis and health control: A review // Journal of Power Sources. – 2021. – Vol. 505. – Р. 230058. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2021.230058

12. Corigliano O., Pagnotta L., Fragiacomo P. On the technology of solid oxide fuel cell (SOFC) energy systems for stationary power generation: A review // Sustainability. – 2022. – Vol. 14(22). – Р. 15276. https://doi.org/10.3390/su142215276

13. Tang M., Niu Y., Muhammad W., Muhammad S., Zhong Z., Muhammad S., Lv W. Advances in solid oxide fuel cell electrolyte fabrication by pulsed laser deposition // International Journal of Hydrogen Energy. – 2024. – Vol. 50. – Р. 618–632. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.12.002

14. Ahamad N., Banerjee S., Wei C.C., Lu K.C., Khedulkar A.P., Jian W.B., Lin H.C. Flexible Non-Enzymatic Glucose Sensors: One-Step Green Synthesis of NiO Nanoporous Films via an Electro-Exploding Wire Technique // ACS Applied Materials & Interfaces. – 2024. – Vol. 16(47). – Р. 64494–64504. https://doi.org/10.1021/acsami.3c13524