Оптимізація властивостей композита 10Sc1CeSZ–NiO відновлювально-окиснювальною обробкою

Abstract

Для поруватого керамічного композита 10Sc1CeSZ–NiO як матеріалу анода-підкладки керамічної паливної комірки запропоновано циклічну відновлювально-окиснювальну обробку (відокс-циклування або англійською redox cycling), кожний окремий цикл якої полягає у відновленні матеріалу у водні впродовж 4 h при 600°С та наступному окисненні у повітрі за цих же умов. Це дає можливість одержати анодний кермет 10Sc1CeSZ–Ni з підвищеною електронною провідністю, незважаючи на понижений вміст оксиду нікелю, та міцністю на рівні композита у вихідному стані.

Проанализировано влияние циклической восстановительно-окислительной обработки (redox cycling) керамики 10Sc1CeSZ–NiO, предлагаемой в качестве материала анода-подкладки твердооксидной топливной ячейки, на формирование уровней электропроводности и прочности металлокомпозита 10Sc1CeSZ–Ni. Предложено формировать структуру этого материала нагревом в вакууме или инертной среде до 600°С и восстановлением уже нагретого материала в водороде, чтобы предотвратить формирование микротрещин. Установлено, что такой обработкой материала достигается стабилизация его высокой электропроводности при сохранении прочности на уровне исходного состояния.

The influence of redox cycling of 10Sc1CeSZ–NiO ceramics, proposed as an anode-supported solid oxide fuel cell material, on formation of the levels of electrical conductivity and strength of 10Sc1CeSZ–Ni cermet has been analyzed. It was proposed to form the material structure by its heating in vacuum or inert environment up to 600°С and reduction of the heated material in hydrogen to avoid microcracking. It was found that stabilization of the high electrical conductivity and mechanical strength of 10Sc1CeSZ–Ni cermet may be achieved by cyclic redox processing.