Применение газотермического напыления для твердооксидных топливных элементов

Технология топливных элементов открывает перспективы более экологичных источников энергии в результате снижения уровня выбросов и повышения экономических характеристик за счет высокой эффективности. Эти устройства являются электрохимическими, что означает, что они переводят энергию топлива непосредственно в электроэнергию. Основными типами топливных элементов, названных по типу электролита, являются фосфорнокислый топливный элемент (PAFC), расплавленный карбонатный топливный элемент (MCFC), топливный элемент с протоннообменной мембраной (PEMFC) и твердооксидный топливный элемент (SOFC).

Из всех типов наибольшей эффективностью обладают твердооксидные топливные элементы. Они работают при достаточно высоких температурах от 600 до 1000 ºС. Так как твердооксидные топливные элементы не используют катализатор, они могут использоваться с различными типами топлива, что делает их чрезвычайно гибкими для множества применений.

SOFC были разработаны для таких применений, как:

• Распределенная выработка энергии
• Комбинированная выработка тепла и электричества (CHP): микро и промышленная
• Вспомогательные силовые установки для рынка перевозок

Успешность твердооксидных топливных элементов в большой степени зависит от покрытий , а наиболее рентабельные решения газотермических покрытий уже доказали свою важность для продления жизненного цикла и увеличения эффективности топливных элементов:

Изоляционные слои для улучшения термоциклирования

Изоляционные слои, полученные с помощью плазменного напыления в сочетании с металлическим припоем могут позволить значительно улучшить стойкость пакета к термоциклированию по сравнению с традиционными решениями на основе стеклянного припоя.

Предотвращение испарения хрома

Для предотвращения разрушения элемента и продления полезного срока службы на хромовые связки наносятся функциональные покрытия. Покрытия, полученные методом атмосферного плазменного напыления, обладают отличным потенциалом для создания эффективного решения по защите катода от загрязнения хромом.

Плотные, тонкие электролиты – ключ к успеху

Для достижения наивысшей эффективности электролит твердооксидного топливного элемента должен быть абсолютно плотным и настолько тонким, насколько это возможно. Для элементов на основе металла, где не происходит спекания электролита, достойным решением являются плазменные покрытия.

Sulzer Metco разработала ряд высокоэффективных решений для различны функциональных слоев SOFC с использованием новых технологий газотермического напыления. Покрытия Perovskite, изоляционные слои и пористые слои электродов могут быть  эффективно нанесены с помощью атмосферного плазменного напыления и плазмотрона TriplexPro®-200.

Компания Sulzer Metco имеет длительную историю разработки и собственного производства  уникальных высококачественных материалов для специальных применений. Для твердооксидных топливных элементов мы предлагаем широкий выбор керамических порошков на базе диоксида циркония и лантана.