Патенты автора Ананьев Максим Васильевич (RU)
Изобретение относится к технологиям нанесения электропроводящего защитного покрытия на интерконнекторы камеры воздушного электрода твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ) и может быть использовано для защиты от высокотемпературной коррозии электрических контактов интерконнекторов для ТОТЭ, изготовленных из высокохромистой стали или железоникелевого сплава. Способ включает нанесение первого слоя металла электроосаждением из раствора электролита никелирования или кобальтирования, на первый слой покрытия наносят второй слой осаждением из суспензии, состоящей из частиц оксидной фазы CoMn2O4, распределенных в растворе электролита, содержащего катионы Co и Mn, при этом используют постоянный электрический ток, а термообработку покрытой поверхности осуществляют в виде двухстадийного обжига, на первой стадии термообработку ведут при 850 °С в вакууме, на второй – при 1000 °С в воздушной атмосфере. Техническим результатом является уменьшение пористости, увеличение коррозионной стойкости, улучшение адгезии получаемого защитного покрытия интерконнектора. Кроме того, образцы стали и сплавов с соответствующими покрытиями обладают меньшим сопротивлением при повышенных температурах. 9 ил., 1 табл.
Изобретение относится к области электротехники, а именно к элементам батарей среднетемпературных электрохимических устройств для получения электроэнергии, и может быть использовано для создания твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ). Ячейка содержит несущий электролит в виде трубчатой основы из допированного скандата лантана La1-хSrхScO3-δ со спекающей добавкой оксида кобальта или оксида никеля до 1 масс. %, на который последовательно нанесены тонкие функциональные электродные слои, содержащие материал на основе скандата лантана, при этом катод выполнен из композитного материала общей формулы LaNi1-zFezO3/La1-хSrхSc1-yMeyO3-δ, а анод – из композитного материала общей формулы Ni/La1-хSrхSc1-yMeyO3-δ, где х = 0.05÷0.15 ат. %, y = 0.01÷0.15 ат. %, z = 0.1÷0.5 ат. %, Me – Fe, Co или Ni. Технический результат заключается в упрощении технологии изготовления трубчатой единичной топливной ячейки с несущим протонным электролитом, при использовании которой возможно получение электроэнергии прямым преобразованием углеводородного топлива. 7 ил., 1 табл.
Изобретение относится к области электротехники, а именно к элементам батарей среднетемпературных электрохимических устройств для получения электроэнергии, и может быть использовано для создания твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ). Согласно изобретению, ячейка содержит несущую трубчатую основу, представляющую собой коллекторный слой из композитного материала анода общей формулы Ni/La1-хSrхScO3-δ, на который последовательно нанесены тонкие функциональные слои композитного материала анода общей формулы Ni/La1-хSrхSc1-yMeyO3-δ, электролита на основе скандата лантана, допированного стронцием, функционального слоя композитного материала катода общей формулы LaNi1-zFezO3/La1-хSrхSc1-yMeyO3-δ, а также коллекторный слой катода общей формулы LaNi1-zFezO3, где х = 0.05÷0.2 ат.%, y = 0.01÷0.15 ат.%, z = 0.1÷0.5 ат.%, Me – Fe, Co или Ni. При использовании трубчатой единичной топливной ячейки возможно получение электроэнергии при прямом преобразовании углеводородного топлива в смеси с водяным паром и/или углекислым газом. Техническим результатом является упрощение технологии изготовления трубчатой единичной топливной ячейки и повышение эффективности её работы в атмосферах различного состава. 1 табл., 5 ил.
Электролитическая ячейка для генерации чистого водорода из природного углеводородного топлива // 2734310
Изобретение относится к электролитической ячейке для генерации чистого водорода из природного углеводородного топлива, содержащей протонпроводящий керамический электролит и слои электродов из того же материала с добавкой никеля. Ячейка характеризуется тем, что электролит и электроды выполнены на основе скандата лантана, допированного стронцием. Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в упрощении прямой конверсии углеводородного топлива в чистый водород при работе ячейки в восстановительных и углеродсодержащих атмосферах, например, таких как метан и водород, и повышении химической стойкости ячейки в указанных атмосферах. 4 ил.
Изобретение относится к области неорганической химии, а именно к получению материалов на основе стронций-замещенного β-трикальцийфосфата, которые могут быть использованы в качестве тканеинженерных остеопластических материалов для аугментации дефектов трабекулярной костной ткани. На основу из β-трикальцийфосфата β-Сa3(PO4)2 наносят не менее 3 слоев толщиной от 50 до 500 мкм прекурсора материала β-трикальцийфосфата, в котором ионы кальция частично замещены на ионы стронция (Са1-хSrх)3(PO4)2. Слои прекурсоров материала стронций-замещенного β-трикальцийфосфата наносят с постепенным увеличением в нем концентрации ионов стронция, от х=0,01 в первом слое до х=0,1 в последнем. Основу со слоями прекурсора материала β-трикальцийфосфата, в котором ионы кальция частично замещены на ионы стронция, подвергают термообработке не менее 2 часов при температуре не менее 900°С. Материал, изготовленный заявленным способом, позволяет оптимизировать процессы остеоинтеграции. 5 ил., 1 пр.
Изобретение относится к способу подготовки образцов поствитальной или пострезекционной костной ткани человека для исследования методом растровой электронной микроскопии. Способ характеризуется тем, что образцы вырезают абразивным кругом из костной заготовки, охлажденной жидким азотом, на 5 мин помещают в ультразвуковой диспергатор с ацетоном, далее погружают в заливочную эпоксидную смолу, сушат в вакууматоре в течение 24 ч при 60°C, после высушивания шлифуют шлифовальной бумагой вначале с дисперсностью 800, затем с дисперсностью 1200, далее полируют на сукне с алмазной пастой с зернистостью порошка в пасте 6 мкм и на заключительном этапе подготовки напыляют наночастицами углерода. Достигаемый при этом технический результат заключается в получении высокой контрастности исследуемой поверхности образцов костной ткани человека как материала для исследования в растровом электронном микроскопе, без использования токсичных реагентов при простоте исполнения и снижении материальных, трудовых и временных затрат. 4 ил.
Способ получения газоплотного твердооксидного трубчатого электролита для несущей основы ТОТЭ // 2681771
Изобретение относится к получению газоплотного твердооксидного трубчатого электролита с ионной проводимостью, который может быть использован при изготовлении различных электрохимических устройств, например твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ), электролизеров и т.п. Способ включает плазменное напыление частиц керамического материала плазменной струей на удаляемую оправку путем формования монослоев, при этом плазменное напыление осуществляют частицами оксидного керамического материала с ионной проводимостью с последующей вакуумной импрегнацией полученного пористого трубчатого электролита раствором, в котором катионы взяты в том же соотношении, что и напыляемый материал. Вакуумную импрегнацию трубчатого электролита повторяют до достижения газоплотности, применяя промежуточные сушки либо низкотемпературные отжиги при температуре разложения солей раствора, после чего трубчатый электролит спекают при температуре фазообразования. Технический результат изобретения – получение газоплотного твердооксидного трубчатого элемента более простым способом. 2 ил.
Способ модификации электродных материалов // 2670427
Изобретение относится к области электротехники, а именно к способам модификации материалов для кислородных электродов для повышения их электрохимической активности и может быть использовано при разработке материалов электродов для средне- и высокотемпературных твердооксидных топливных элементов и других электрохимических устройств. Способ модификации электродных материалов включает пропитку пористой электродной матрицы модифицирующей добавкой. Скорость лимитирующей стадии электродной добавки выше скорости лимитирующей стадии электродной матрицы при условии изоструктурности материалов добавки и электродного материала. Изобретение позволяет исключить рутинный выбор модифицирующей добавки, а также деградацию электродов во времени. 10 ил., 1 табл.
Изобретение относится к технологиям сборки конструкции подблоков трубчатых топливных элементов. Способ включает последовательное соединение топливных элементов, содержащих несущую основу из электролита и нанесенные на нее слои электродов, посредством интерконнектора в виде ступенчатого кольца из токопроводящего материала, который обеспечивает электрический контакт анода одного топливного элемента с катодом другого, разделение электролита топливных элементов и размещенного между ними интерконнектора посредством диэлектрика, а также герметизацию соединений элементов. Между торцами топливных элементов и торцами интерконнектора располагают высокотемпературный газоплотный герметик, на свободный от электродов конец несущей основы одного топливного элемента надевают интерконнектор стороной с большим диаметром, который стороной с меньшим диаметром вставляют в кольцевое отверстие несущей основы, образованное свободным от электродов концом другого топливного элемента, между торцевыми поверхностями интерконнектора и электродных слоев размещают соответствующие катодный или анодный клеи. Изобретение позволяет упростить сборку и эксплуатацию подблоков из трубчатых топливных элементов при снижении их стоимости. 7 з.п. ф-лы, 5 ил.
Электрохимический способ нанесения электропроводящего оксидного защитного покрытия интерконнектора // 2643032
Изобретение относится к технологиям нанесения электропроводного покрытия на интерконнекторы катодной камеры твердооксидных топливных элементов. Способ включает электроосаждение слоя из La и 3d-металлов Mn, Co, Cu, Ni из раствора хлоридов используемых металлов в протофильном протонном органическом растворителе, электрохимический потенциал разложения которого по модулю выше, чем электрохимический потенциал разряда катионов металлов в среде соответствующего растворителя, электроосаждение слоя металлов осуществляют в среде фонового электролита, при этом термообработку покрытой поверхности ведут при температуре 950-1100°С в воздушной среде. Изобретение позволяет получить защитное покрытие поверхности интерконнектора эффективное как в окислительной, так и восстановительной атмосфере для защищаемой хромистой стали различного состава. 1 з.п. ф-лы, 15 ил., 1 табл.
Изобретение относится к электрохимии твердых кислород - ионных электролитов. Способ согласно изобретению заключается в том, что исследуемый образец при комнатной температуре и давлении помещают в кварцевый реактор, через который осуществляют циркуляцию газа по газовому контуру, сообщающемуся с реактором с образованием общего газового пространства, газовый контур с реактором откачивают на высокий вакуум, открывают сообщение между масс-спектрометром и газовым контуром, посредством масс-спектрометра стабилизируют ионный ток массовых чисел 18, 28 или 32, задают температуру и давление, при которых необходимо провести измерения, исследуемый образец приводят в равновесие с газовой фазой, перекрывают сообщение реактора с газовым контуром, из газового контура откачивают кислород природного изотопного состава и напускают обогащенный изотопом кислород 18О, посредством масс-спектрометра записывают зависимости ионного тока для массовых чисел 32, 34, 36 от времени, устанавливают постоянный поток между газовым контуром и масс-спектрометром, после этого открывают реактор и начинают процесс исследований с помощью изотопного обмена. При этом в качестве исследуемого образца в кварцевый реактор помещают электрохимическую ячейку, разделяющую общее газовое пространство на две части, и после установления равновесия электрохимической ячейки с газовой фазой, перекрывают сообщение реактора с одной из частей разделенного газового пространства, а из оставшейся его части откачивают кислород природного изотопного состава и напускают туда обогащенный изотопом кислород 18О, причем в момент открытия сообщения реактора с одной из частей разделенного газового пространства, на электроды электрохимической ячейки подают напряжение. Изобретение направлено на исследование кинетики межфазного обмена в системе «газ – электрохимическая ячейка» с использованием метода изотопного обмена в условиях поляризации электродов. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение направлено на создание возможности определения скорости межфазного обмена кислорода и скоростей трех типов обмена кислорода с оксидными материалами. Образец исследуемого материала помещают в проточный реактор, пропускают смесь инертного газа с кислородом заданного парциального давления кислорода и после установления равновесия между образцом и газовой фазой при выбранных значениях парциального давления кислорода и температуры. Далее в проточный реактор последовательно подают два и/или более импульсов изотопно-обогащенной смеси разного объема, после прохождения двух и/или более импульсов изотопно-обогащенной смеси разного объема получают две и/или более пары значений изотопного состава импульса изотопно-обогащенной смеси до и после прохождения над образцом при различных временах экспозиции. Затем полученные значения используют для расчета скорости межфазного обмена кислорода и скоростей трех типов обмена кислорода по теории о трех типах обмена кислорода. Техническим результатом является обеспечение возможности получения информации о содержании изотопа в импульсе до и после прохождения импульса, на основании которой становится возможным с большей точностью рассчитать скорость межфазного обмена кислорода и создается принципиальная возможность рассчитать скорости трех типов обмена кислорода. 3 ил.
Изобретение относится к физической химии и электрохимии твердых электролитов и может быть использовано для определения концентрации протонов в протон-проводящих оксидных материалах в атмосфере сухого водорода. Способ определения концентрации протонов в протон-проводящих оксидах заключается в том, что образец оксида помещают в реактор, соединенный с газовым контуром, сушат при нагреве до температуры 900÷1000°C. Затем меняют газовую фазу на атмосферу, содержащую водород, регистрируют изменение во времени значения параметра оксида, напрямую связанного с изменением количества протонов в оксиде, достигая состояния равновесия оксида с газовой фазой, и на основании полученного равновесного значения параметра оксида производят расчет концентрации протонов в протон-проводящем оксиде как количества вещества водорода в оксиде, отнесенного к одному молю оксида. При этом в качестве параметра оксида, напрямую связанного с изменением количества протонов в протон-проводящем оксиде, используют значение давления водорода над оксидом в замкнутом газовом контуре постоянного объема, для этого образец помещают в реактор, вакуумплотно соединенный с газовым контуром, изолированным от атмосферы. Далее откачивают газовый контур с реактором на высокий вакуум и сушат образец, выдерживая его при температуре осушки до установления остаточного давления не более 10-7 Па. Затем перекрывают вакуумплотное соединение реактора с газовым контуром, напускают в контур водород высокой чистоты до заданного давления, открывают вакуумплотное соединение реактора с газовым контуром и после мгновенного установления общего давления водорода в системе «реактор-газовый контур» регистрируют изменение значения давления водорода над образцом во времени, достигая состояния равновесия оксида с газовой фазой, и на основании разницы давления водорода, установившегося сразу после открытия вакуумплотного соединения, и полученного равновесного значения давления водорода над образцом производят расчет концентрации протонов в протон-проводящем оксиде. Техническим результатом является повышение степени осушки исследуемых образцов, повышение точности измерения концентрации протонов в атмосфере сухого водорода, а также сокращение расхода водорода. 2 ил.
Изобретение относится к физической химии и электрохимии твердых электролитов и может быть использовано для определения химического коэффициента обмена и химического коэффициента диффузии кислорода в оксидных материалах со смешанной электронной и кислород-ионной проводимостью. Способ включает использование значения давления кислорода над оксидом в замкнутом газовом контуре постоянного объема в качестве параметра оксида, напрямую связанного с изменением количества кислорода в оксиде. Для этого исследуемый образец помещают в реактор, вакуум-плотно соединенный с газовым контуром, изолированным от атмосферы, откачивают газовый контур на высокий вакуум, а для скачкообразного изменения величины давления кислорода над образцом перекрывают вакуум-плотное соединение реактора с газовым контуром, напускают в него или откачивают из него кислород высокой чистоты до значения давления, отличающегося от равновесного, после чего открывают вакуум-плотное соединение реактора с газовым контуром и регистрируют изменение значения давления кислорода над образцом во времени, и расчет химического коэффициента обмена и химического коэффициента диффузии кислорода производят на основании зависимости относительного изменения давления кислорода над оксидом от времени, полученной после смены величины давления кислорода. Техническим результатом является создание возможности мгновенной смены давления кислорода, расширение рабочего диапазона температур для образцов с высокими значениями коэффициентов химического обмена и диффузии, сокращение расхода кислорода по сравнению с проточными системами, достижение высокой точности измерений давления в системе для оксидов с низкими значениями коэффициентов химического обмена и диффузии. 2 ил.
Изобретение относится к области электротехники, а именно к способу изготовления пористых катодных материалов на основе манганита лантана-стронция, и может быть использовано для изготовления твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ), работающих при высоких температурах. Способ включает формирование пористой структуры посредством обжига порошка манганита лантана-стронция при температуре синтеза не менее 1300°C, при этом сначала проводят обжиг порошка манганита лантана-стронция при температурах 1100°C и 1200°C на воздухе с изотермическими выдержками 14 и 10 часов соответственно, а затем полученный порошок прессуют с использованием в качестве связующего 1%-ного раствора полибутилметакрилата в ацетоне в количестве 0,2 мл на 5 г порошка, окончательный синтез осуществляют при температуре 1450°C на воздухе в течение 10 часов. В предложенном способе не предусмотрено использование порообразователя, при этом полученные оксиды примерно обладают одинаковой пористостью, в частности 20-25% процентов при температуре спекания 1450°C, что является техническим результатом изобретения. 5 ил.
