Ученый РУДН совместно с коллегами из Болгарии, Великобритании и Ирана предложил новый способ изготовления топливных элементов — химических источников энергии. Новый метод, предполагающий добавление нитрида титана или нитрида хрома, сделает производство зеленой энергии дешевле и надежнее. Результаты опубликованы в журнале Sensors.
Химические источники тока — топливные элементы — это альтернативный источник энергии. Электроэнергия в топливных элементах получается напрямую из химических реакций, например путем соединения кислорода и водорода с образованием воды. Главная деталь таких топливных элементов — биполярная пластина. Она отделяет участвующие вещества друг от друга, проводит нужные ионы, выводит тепло и побочные продукты. Поэтому ее качество определяет надежность всего элемента. Чаще всего пластину делают из графита из-за его термической и химической стойкости. Однако производство таких пластин дорогое, а с механической точки зрения графит недостаточно прочный. Профессор РУДН совместно с коллегами из Болгарии, Великобритании и Ирана предложил делать биполярные пластины из стали с покрытиями TiN и CrN — так они получаются прочнее и дешевле.
«Биполярные пластины — наиболее важный компонент топливных элементов. Производительность и срок службы таких топливных элементов определяется главным образом двумя факторами — коррозионной стойкостью и сопротивлением межфазному контакту металлических биполярных пластин. Чтобы обеспечить эти свойства, на пластину наносят тонкую твердую пленку из проводящего покрытия», — поведал Реза Каши Заде Казем, профессор департамента транспорта РУДН.
Для металлической биполярной пластины исследователи выбрали сплав нержавеющей стали AISI410. Перед авторами стояла задача — подобрать лучшее покрытие стальной пластины, которое сделало бы ее достаточно устойчивой к коррозии и межфазному контакту. Ученые проверили два возможных варианта — покрытие из нитрида титана и из нитрида хрома.
Оказалось, и нитрид титана, и нитрида хрома улучшают устойчивость стали к коррозии. Однако лучше справляется нитрид хрома, он снижает скорость коррозии в три раза — до 0,032 миллидюйма в год, тогда как у чистой стали этот параметр равен 0,096.
«Нержавеющая сталь с покрытием из нитрида хрома может быть отличным кандидатом для использования в топливных элементах в качестве биполярной пластины благодаря коррозионной стойкости, низкой стоимости материалов и простоте изготовления», — прокомментировал Реза Каши Заде Казем.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
