Застосування іонно-плазмових методів для отримання тонкоплівкових паливних елементів (Application of Ion-Plasma Methods To Obtain Thin-Film Fuel Cells)

9 Pages Posted: 21 Apr 2021

Date Written: April 6, 2021

Abstract

Ukrainian abstract: Нові вимоги до експлуатаційних систем літальних апаратів, поряд із постійно зростаючим тиском на зменшення споживання палива, забруднюючих речовин та викидів шуму, суттєво сприяють пошуку нових та більш чистих технологій, паливні елементи яких демонструють великий потенціал. В роботі показано досягнутий рівень розробок тонкоплівкових композиційних матеріалів з використанням іонно-плазмових і плазмохімічних методів на АТ «ФЕД», що створює передумови зміни властивостей по відношенню до традиційних матеріалів на 2…3 і більше порядків, зниження робочої температури до 400…600ºС. Це дає змогу розробляти принципово нові конструкції тонкоплівкових паливних елементів (товщиною в 10–20 разів менше, ніж трубчастий варіант) і серійноздатні технології їх виготовлення в наступних напрямках: нанесення тонкоплівкових композицій на розроблену конструкцію з урахуванням технологічних обмежень для різних методів осадження; отримання композиційних матеріалів, що складаються з шарів: газощільного електроліту і електродних шарів з тонкоплівковими струмознімальними контактами; забезпечення поділу газових сумішей керамічним шаром електроліту при товщині < 50…20 мкм; мінімізація товщини плівкового електроліту та інших функціональних шарів паливної комірки; підвищення міцності зчеплення шарів і корозійної стійкості струмознімальних контактів і електродних шарів в робочих середовищах для забезпечення працездатності конструкції протягом всього процесу експлуатації. Ключові слова: тонкоплівковий паливний елемент, іонно-плазмові методи, літак, електрична енергія

English abstract: New demands on aircraft operating systems, along with ever-increasing demands for reduced fuel consumption, pollutant emissions and noise, are driving the search for new cleaner technologies in which fuel cells show great potential. The work demonstrates the achieved level of development of thin-film composite materials using ion-plasma and plasma-chemical methods at JSC FED, which allows creating the prerequisites for changing properties in relation to traditional materials by 2…3 and more orders of magnitude, reducing the operating temperature to 400...600 °C. This makes it possible to develop fundamentally new designs of thin-film fuel cells (10-20 times less thick than the tubular version) and serial technologies for their manufacture in the following directions: application of thin-film compositions to the developed structure, taking into account technological limitations for different deposition methods; obtaining composite materials, which consist of layers: gas-tight electrolyte and electrode layers with thin-film current-collecting contacts; ensuring the separation of gas mixtures with a ceramic electrolyte layer with a thickness of < 50...20 microns; minimizing the thickness of the electrolyte film and other functional layers of the fuel cell; increasing the adhesion strength of layers and corrosion resistance of current-collecting contacts and electrode layers in working environments to ensure the operability of the structure throughout the entire operation process. Keywords thin-film fuel cell, ion-plasma methods, aircraft, electrical energy.

Note: Downloadable document available in Ukrainian.

Keywords: sofc, thin film, vacuum coating, auxilary power unit, apu

JEL Classification: l61,l62,l63,l91,l92,l93,l94,l95

Suggested Citation

Sagalovych, Vlad and Sagalovych, Alex and Popov, Viktor and Dudnik, Stanislav and Kononykhin, A.V., Застосування іонно-плазмових методів для отримання тонкоплівкових паливних елементів (Application of Ion-Plasma Methods To Obtain Thin-Film Fuel Cells) (April 6, 2021). Available at SSRN: https://ssrn.com/abstract=3821090 or http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.3821090

Vlad Sagalovych

NTC «Nanotechnology» ( email )

Myru blvd., 3
Kharkiv, 61108
Ukraine

Alex Sagalovych (Contact Author)

JSC «FED» ( email )

Sumska str., 132
Kharkiv, 61023
Ukraine

Viktor Popov

JSC "FED" ( email )

Sumska str., 132
Kharkiv, 61023
Ukraine

Stanislav Dudnik

JSC «FED» ( email )

Sumska str., 132
Kharkiv, 61023
Ukraine

A.V. Kononykhin

JSC "FED"

Sumska str., 132
Kharkiv, 61023
Ukraine

Do you have a job opening that you would like to promote on SSRN?

Paper statistics

Downloads
6
Abstract Views
75
PlumX Metrics