АРАЛЫҚ ТЕМПЕРАТУРАДАҒЫ ҚАТТЫ ОКСИДТІ ОТЫН ЭЛЕМЕНТТЕРІ ҮШІН МАГНЕТРОНДЫ ШАШЫРАТУ ӘДІСІМЕН YSZ ЭЛЕКТРОЛИТІН ӘЗІРЛЕУ ЖӘНЕ ӨНДІРУ

Бұл жұмыста аралық температуралы қатты оксидті отын элементтері (IT-SOFC) үшін реактивті магнетрондық бүрку әдісімен тұрақтандырылған цирконий диоксиді (YSZ) негізіндегі жұқа қабықты электролитті қалыптастыру технологиясы ұсынылған. Алынған жабындар сканерлеуші электрондық микроскопия (SEM), рентгендік фазалық талдау (XRD), вольт-амперлік сипаттамалар (ВАС) және электрохимиялық импеданстық спектроскопия (EIS) әдістерімен зерттелді. YSZ қабықшалары тығыз құрылымға, анодтық негізге жоғары адгезияға және (111) бағдарлануымен басым болатын кубтық фазаға ие екені көрсетілді. Кристаллиттердің өлшемі 10–12 нм құрайды. Эксперименттік ВАС нәтижелері 600 ℃ температурада ~0,2 Вт/см²-тан бастап 800 ℃ температурада ~1,1 Вт/см²-қа дейінгі қуат тығыздығының артуын көрсетеді, ал EIS нәтижелері осы температуралық диапазонда жалпы кедергінің 2,2-ден 0,9 Ом·см²-ге дейін төмендеуін көрсетті. Алынған мәліметтер жұқа қабықты YSZ-электролиттің жоғары иондық өткізгіштігін, термиялық тұрақтылығын және тығыздығын растайды, бұл оны жаңа буындағы энергия үнемдеуші IT-SOFC үшін тиімді етеді.

1. Le P. A., Trung V. D., Nguyen P. L., Phung T. V. B., Natsuki J., Natsuki T. The current status of hydrogen energy: an overview // RSC Advances. – 2023. – Vol. 13, No. 40. – P. 28262–28287.

2. Zou C., Li J., Zhang X., Jin X., Xiong B., Yu H., Pan S. Industrial status, technological progress, challenges, and prospects of hydrogen energy // Natural Gas Industry B. – 2022. – Vol. 9, No. 5. – P. 427–447.

3. 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, No. 54. – P. 27643–27674.

4. Jaiswal N., Tanwar K., Suman R., Kumar D., Upadhyay S., Parkash O. A brief review on ceria based solid electrolytes for solid oxide fuel cells // Journal of Alloys and Compounds. – 2019. – Vol. 781. – P. 984–1005.

5. Dwivedi S. Solid oxide fuel cell: Materials for anode, cathode and electrolyte // International Journal of Hydrogen Energy. – 2020. – Vol. 45, No. 44. – P. 23988–24013.

6. 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. – P. 1–34.

7. Liang F., Yang J., Zhao Y., Zhou Y., Yan Z., He J., Han M. A review of thin film electrolytes fabricated by physical vapor deposition for solid oxide fuel cells // International Journal of Hydrogen Energy. – 2022. – Vol. 47, No. 87. – P. 36926–36952.

8. Zakaria Z., Awang Mat Z., Abu Hassan S. H., Boon Kar Y. A review of solid oxide fuel cell component fabrication methods toward lowering temperature // International Journal of Energy Research. – 2020. – Vol. 44, No. 2. – P. 594–611.

9. Lee Y. H., Chang I., Cho G. Y., Park J., Yu W., Tanveer W. H., Cha S. W. Thin film solid oxide fuel cells operating below 600 °C: a review // International Journal of Precision Engineering and Manufacturing-Green Technology. – 2018. – Vol. 5. – P. 441–453.