| 1. |
Сроки выполнения разработки
(год начала – год окончания): |
2005 – 2006. |
| 2. |
Головная
организация-разработчик, контактный
телефон: |
Институт электрофизики УрО РАН (г.
Екатеринбург), (343) 267- 87- 96, 267-88-27.
|
|
3. |
Краткая содержательная
характеристика разработки |
- Впервые был на практике реализован
подбор пары активных нанопорошков твердого электролита YSZ и
катодного материала LSM, пригодных для совместного спекания при
пониженных температурах в диапазоне 1000-1200 °С.
- Определены композиции порошковых материалов, совместимых с YSZ,
для формирования катода и анода ТОТЭ с необходимой пористостью около
30%.
- Отработаны технология литья пленок из выбранных порошковых
материалов и способ их радиального магнитно-импульсного прессования
для формования заготовок трубчатого ТОТЭ.
- Реализовано формирование полуэлемента с тонкослойным электролитом
YSZ толщиной около 5-30 мкм на несущем катоде на основе LSM.
- Впервые в России были испытаны фрагменты трубчатых ТОТЭ с несущим
электролитом и несущим катодом. Получены максимальные удельные
мощности 1,0 и 1,3 Вт/см2, соответственно.
|
|
4. |
Степень готовности
(завершение эксперимента, проведение
испытания опытного образца, выпуск
опытной серии и т.п.): |
Проведены испытания опытного
экспериментального образца модуля ТОТЭ для электрохимических
генераторов киловаттного класса. |
|
5. |
Наличие необходимой
инфраструктуры производственных
мощностей: |
В ИЭФ УрО РАН
сформирована вся необходимая инфраструктура производственных
мощностей для проведения НИР и ОКР в обеспечение промышленного
производства электрохимических генераторов и энергосистем от 10 Вт
до мегаватного класса. ИЭФ УрО РАН имеет все необходимое
оборудование для производства нанопорошков твердого электролита и
электродов, оборудование для формирования тонких пленок электролита
(Tape Casting) и компактирования многослойных систем
(магнитно-импульсное прессование) как для планарной, так и для
трубчатой конструкции ТОТЭ. |
|
6. |
Ожидаемые результаты: |
- Высокий КПД энергосистем на ТОТЭ
позволит получать потребителю необходимое количество электроэнергии
при сжигании в 2-3 раза меньшего количества топлива. Это
действительно ресурсосберегающая и энергосберегающая технология
получения электроэнергии.
- Прямое преобразование химической энергии в электричество,
отсутствие вращающихся узлов и деталей существенно снизит шум и
увеличит срок службы энергоустановок.
- Переход на распределенную энергетику, когда топливо по
трубопроводу приходит к заказчику и преобразуется в необходимое
потребителю количество электроэнергии в топливных элементах,
позволит исключить потери при передаче электроэнергии по линиям
электропередач.
- Использование в нашей разработке нанопорошков и нанотехнологий
приводит к улучшению удельных характеристик ТОТЭ и снижению
энергозатрат на их производство – снижению стоимости производства.
|
|
7. |
Оценка основных
характеристик
разработки,
обеспечивающих
конкурентоспособность: |
Конкурентоспособность, предлагаемой
разработки по отношению к зарубежным разработкам, обеспечивается
использованием промышленных технологий формирования заготовок,
возможностью автоматизации технологических процессов изготовления
ТОТЭ. |
|
7.1. |
Научно-технический уровень: |
|
|
7.1.1. |
По отношению к лучшим
отечественным образцам (указать
какие превосходят): |
Превосходит известные
отечественные аналоги. |
|
7.1.2. |
По отношению к лучшим
мировым образцам (соответствует или
превосходит, указать какие): |
Удельные характеристики ТОТЭ,
изготовленные по принятым в нашей разработке технологиям,
соответствуют лучшим мировым образцам, а при промышленном выпуске
будут иметь более низкую стоимость. |
|
7.2. |
Экологичность: |
ТОТЭ наиболее экологичные и
экономически наиболее целесообразные устройства для преобразования
химической энергии топлива в электричество. В настоящее время, в
мире имеется тенденция в развитии высокотемпературных ТОТЭ на
снижение их рабочей температуры до 600-700°С, позволяющая не только
использовать более широкий набор дешевых материалов, что приводит к
удешевлению и к увеличению срока их службы, но и к повышению
экологичности. |
|
7.3. |
Экономические показатели
(оценочные): |
|
|
7.3.1. |
Требуемый объем
инвестиций, (млн дол.): |
≈20 (на основании зарубежных данных). |
|
7.3.2. |
Потенциальный объем продаж,
(млн дол.): |
≈100-125 (на основании зарубежных
данных). |
|
7.3.3. |
Срок окупаемости
проекта, (лет): |
|
|
8. |
Область применения разработки,
возможные потребители, наличие заявок на продукцию: |
Распределенная энергетика, водородная энергетика, автономные
мобильные энергоустановки. Стационарные станции с использованием в
качестве топлива продуктов газификации угля. Энергосистемы на ТОТЭ
относятся к изделиям двойного применения. |
|
9. |
Наличие бизнес-плана по
реализации разработки (да, нет): |
Нет. |
| 10. |
Организация, давшая
предложение, контактный телефон: |
Институт электрофизики
УрО РАН (г. Екатеринбург), (343) 267- 87- 96, 267-88-27.
|
| 11. |
Формы сотрудничества, коммерческие предложения: |
Совместное доведение разработки до
промышленного уровня. Поиск инвестора для внедрения в серийное
производство. |