ОБРАТИМЫЙ ТВЕРДООКСИДНЫЙ ТОПЛИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ АККУМУЛИРОВАНИЯ И ГЕНЕРАЦИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Изучены анодные и катодные поляризационные зависимости кислородного электрода на основе манганита лантана-стронция и топливного Ni-керметного электрода в температурном диапазоне 700–900°С в газовых средах, соответствующих рабочим условиям обратимого топливного элемента. Исследовано поведение электродов во времени при циклической смене полярности тока плотностью 0.5 А/см2. Показано, что перенапряжение электродов в режимах генерации электроэнергии и электролиза воды при 900°С и плотности тока 0.5 А/см2 составляет около 0.1 В. Изготовлен единичный твердооксидный топливный элемент трубчатой конструкции на несущем электролите и проведены его испытания в качестве топливного элемента и генератора водорода. Установлено, что при 900°С и напряжении 0.7 В единичный элемент генерирует удельную электрическую мощность около 0.4 Вт/см2 при использовании в качестве топлива газовой смеси 50% H2 + 50% H2O, a в качестве окислителя – воздуха. При электролизе воды током плотностью 0.5 А/см2, что, при нормальных условиях, соответствует получению около 0.2 и 0.1 л/ч водорода и кислорода, соответственно, потребляемая мощность составила около 0.55 Вт/см2. К.п.д. цикла преобразования электроэнергия–водород–электроэнергия составил 70–75%.