Для цитирования:
Фроленкова А. Д., Титков А. И., Перова Е. А., Толстобров И. В. Струйная 3D-печать керамического интерконнектора на основе Zr0.9Y0.1O1.95 для микротрубчатых твердооксидных топливных элементов // Электрохимическая энергетика. 2025. Т. 25, вып. 4. С. 194-199. DOI: 10.18500/1608-4039-2025-25-4-194-199, EDN: JZFDJH
Струйная 3D-печать керамического интерконнектора на основе Zr0.9Y0.1O1.95 для микротрубчатых твердооксидных топливных элементов
Представлен новый дизайн интерконнектора для трубчатых твердооксидных топливных элементов, в котором функции электрического соединения и механического/газового распределения разделены. Электрическое соединение элементов реализовано отдельной металлической проволокой, прокладываемой по окружности каркаса. Разработан состав пасты и параметры струйной 3D-печати, а также режим спекания, позволившие получить плотные образцы с высокой микротвердостью. Данный подход позволяет использовать химически и термически совместимый с электролитом материал Zr0.9Y0.1O1.95, исключая проблемы проводимости и коррозии, присущие традиционным интерконнекторам.
- Masciandaro S., Torrell M., Leone P., Tarancón A. Three-dimensional printed yttria-stabilized zirconia self-supported electrolytes for solid oxide fuel cell applications. Journal of the European Ceramic Society, 2019, vol. 39, no. 1, pp. 9–16. https://doi.org/10.48550/arXiv.1712.04036
- Sobyanin V. A. High-Temperature Solid Oxide Fuel Cells and Methane Conversion. Russian Journal of Chemistry, 2003, no. 6, pp. 74–83 (in Russian).
- Konysheva E. Yu. Perovskite-like Materials Based on Transition and Rare Earth Metals: Patterns of Chemical and Thermal Stability. Diss. Dr. Sci. (Chem.). Saint Petersburg, 2018. 305 p. (in Russian).
- Kawale S. S., Kelsall G. H. Inkjet 3D-printing of functional layers of solid oxide electrochemical reactors: A review. Reaction Chemistry & Engineering. 2022, vol. 7, no. 1, pp. 10–28. https://doi.org/10.1039/D1RE00454A
- Farandos N. M., Kleiminger L., Li T., Hankin A., Kelsall G. H. Three-dimensional Inkjet Printed Solid Oxide Electrochemical Reactors. I. Yttriastabilized Zirconia Electrolyte. Electrochimica Acta, 2016, vol. 213, pp. 831–839. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2016.07.103
- Rodionova S. D., Demeneva N. V., Orlov V. I., Kogtenkova O. A., Bredikhin S. I. Mechanical characteristics of new Russian ferritic stainless steels Х24 considered for SOFC and SOEC applications. In: Bredikhin S. I., sci. ed. The Eleventh All-Russian Conference “Fuel Cells and Power Plants Based on Them” (June 24–27, 2024). Chernogolovka, ISSP RAS Publ., 2024, pp. 110–111 (in Russian). https://doi.org/10.24412/cl-37211-FC-2024.38
- Asmedianova A., Malbakhova I., Logutenko O., Vorobyev A., Borisenko T., Bagishev A., Titkov A. A novel approach to tailoring the microstructure and electrophysical properties of Ni/GDC-based anodes by combining 3D-inkjet printing and layer-bylayer laser treatment. Ceramics International, 2024, vol. 50, no. 11, pp. 19487–19496. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2024.01.264