Научно-технические разработки в области топливных элементов на расплавленных карбонатах (MCFC) в последнее время ориентированы на улучшение их характеристик в режиме преобразования парниковых газов для хранения химической энергии. Изменение состава газа, питающего MCFC, требует поиска новых устойчивых составов загустителя. В представленной работе проведены коррозионные испытания магнезиальной керамики в эвтектических карбонатных расплавах Li2CO3–Na2CO3 и Li2CO3–K2CO3 при 600°С в течение 270 ч. Подтверждено, что оксид магния MgO проявляет низкую растворимость в расплавах карбонатных солей щелочных металлов и высокую химическую устойчивость. Выводы о стабильности материала основаны на результатах элементного анализа расплавов, результатах рентгенофазового анализа и сканирующей электронной микроскопии. Магнезиальная керамика может быть рекомендована в качестве загустителя расплавленного электролита в химических накопителях энергии, работающих на воздухе в качестве преобразователей парникового газа.
Рассмотрены три метода синтеза порошков α-LiAlO2 для изготовления матричного электролита расплав-карбонатного топливного элемента. Методом распылительного пиролиза из водного раствора получена субмикронная фракция с удельной поверхностью 79 м2/г, а методами синтеза из галогенидного расплава и водного раствора получены крупные стержневидные фракции с длиной частиц до 19 мкм. Керамические матрицы, изготовленные методом ленточного литья, испытаны в единичной ячейке топливного элемента с расплавом 53Li2CO3–47Na2CO3 в качестве электролита. Матрицы показали хорошую газоплотность: натекание азота в анод через матрицу не превышало 0.6% в течение 1 100 часов ресурсных испытаний, включавших 15 термоциклов с охлаждением топливной ячейки до замерзания расплава.
Индексирование
Scopus
Crossref
Высшая аттестационная комиссия
При Министерстве образования и науки Российской Федерации