Статьи автора

Влияние способа формирования катода на основе Pr₂CuO₄ на электрохимические характеристики планарного ТОТЭ электролит-несущей конструкции

Номер выпуска 12 от 17.09.2025

Изучено влияние способа организации микроструктуры катода на основе Pr₂CuO₄ (РСО) на электрохимические характеристики модельного электролит-несущего твердооксидного топливного элемента (ТОТЭ). Показано, что увеличение толщины катодного слоя PCO и введение порообразователя способствуют повышению удельной мощности тестовой ячейки ТОТЭ по сравнению с образцом с исходной немодифицированной структурой катода, удельная мощность которого составляла 34 мВт/см² при 850°С. Установлено, что оптимальной толщиной катодного слоя, позволяющей достичь максимум электрохимической производительности, является диапазон 40–50 мкм, достигнутая при этом удельная мощность составила 116 мВт/см² при 850°С. Вместе с тем переход от однофазного катода PCO к композитному составу PCO–Ce_0.9Gd_0.1O_1.95 (60/40 мас. %) обеспечивает увеличение удельной мощности до 130 мВт/см² при 850°С, при этом динамика ее снижения с уменьшением температуры замедляется по сравнению с однофазным катодом. Анализ изменения величин общего электродного поляризационного сопротивления модельного ТОТЭ, определенных методом импедансной спектроскопии, в зависимости от способа формирования катода показал, что при переходе от исходного образца к образцам с увеличенной толщиной катодного слоя и композитному составу катода наблюдается двукратное (в первом случае) и трехкратное (во втором случае) снижение уровня поляризационных потерь, коррелирующее с повышением удельной мощности. Предложенные методы модификации исходной микроструктуры катода на основе РСО демонстрируют положительную динамику повышения электрохимической активности границы катод/электролит и удельных мощностных характеристик топливного элемента в целом.

2 0