1 2
Моделирование твердооксидных топливных элементов в среде «COMSOL»
2.1 Программное обеспечение
Моделирование проводилось в программе “СOMSOl Multiphysics 5.5”. СOMSOl Multiphysics – позволяет моделировать мультифизические процессы внутри одной среды, что позволяет смоделировать все процессы происходящие с моделью не прибегая к помощи стороних программ.
Для моделирования твердооксидного топливного элемнта были применены следующие интерфейсы:
- Secondary Current Distribution;
- Darcy’s Law;
- Transport of Concentrated Species;
- Heat Transfer in Porous Media.
Ситстемные требования:
- Объем оперативной памяти не менее 4 ГБ;
- 64-разрядный процессор Intel® или AMD® на базе архитектуры Intel® 64 или AMD64;
- Для установки требуется 10 ГБ на диске.
Для отрисовки геометрии топливного элемента использовалась программа “Solidworks 2019”.
2.2 Модель топливного элемента
Для моделирования используются уравнения импульса, баланса заряда и переноса массы. Основными процессами, связанными с функциональностью модели, являются:
- многокомпонентный перенос
- массовые балансы в газовой фазе в газовых каналах и пористых электродах (диффузия Максвелла-Стефана)
- диффузия газа
- распределение потока в газовых каналах (уравнения Навье-Стокса);
- поток в пористых газодиффузионные электроды (уравнения Бринкмана)
- балансы зарядов (ионные и электронные);
- баланс зарядов ионов (закон Ома)
- электронный баланс зарядов (закон Ома);
- кинетика переноса заряда Батлера-Вольмера.
Многокомпонентный перенос в модели: при рассмотрении переноса газа учитывались как диффузия (равномерное распределение химических веществ в пространстве со временем), так и конвекция (объемное движение газа) газа. Для каждого электродного проточного отделения (анодного и катодного проточных каналов) перенос материала моделируется уравнениями диффузии и конвекции Максвелла-Стефана. Основой уравнения диффузии и конвекции Максвелла-Стефана является,
, (2.1)
где – плотность, – массовая доля, — поток вещества через единицу поверхности, — скорость реакции i-ой компоненты, – скорость потока.
Граница на стенках (границы раздела между пористыми электродами и каналами газового потока) газовых каналов и электродов рассматривается как поток нулевой массы (условие изоляции). Поток на входе рассматриваем как конвективный. Для решения этих задач бы использован модуль «Transport of concentrated species»
Диффузия газа: для определения поля скоростей и давления в газовых каналах можно использовать границу раздела потоков в газовом канале и пористой среде. Газовые потоки в открытых каналах моделируются с уравнения Навье-Стокса, приведенного ниже.
, (2.2)
где – скорость газа, – давление газа, – плотность газа, –динамическая вязкость газа. Это уравнение строится путем объединения нескольких независимых параметров. инерциальные силы системы, – сила, создаваемая давлением газа, – вязкие силы системы, F – внешние силы, приложенные к жидкости.
Скорости течения в пористых газодиффузионных электродах определяются с помощью уравнений Бринкмана. Уравнение Бринкмана задается следующим образом,
, (2.3)
где – скорость жидкости, – вязкость жидкости, – эффективный параметр вязкости.
Уравнения импульса используются для определения граничных условий входных каналов (H2 и воздуха) при давлении на выходе, равном 1 атм.
Балансы заряда (ионный и электронный): вторичный интерфейс распределения тока используется для определения ионного и электронного балансов заряда электролита. Это включает в себя две направляющие, а также анодный и катодный токоподводы. Мы предположили, что плотность тока переноса заряда может быть описана с помощью кинетики переноса заряда Батлера-Вольмера. Кроме того, если предположить, что первый перенос электрона в аноде является определяющим скорость реакции, то уравнение кинетики переноса заряда можно записать в виде,
, (2.4)
где – плотность анодного тока обмена, – молярная концентрация H2, – молярная концентрация H2O, – общая концентрация видов, и эталонные молярные концентрации, F-постоянная Фарадея, R-газовая постоянная, T-температура и η-перенапряжение.
Перенапряжение определяется следующим образом,
, (2.5)
где равновесная разность потенциалов.
Кинетика переноса заряда катода задается формулой,
, (2.6)
где — плотность катодного обменного тока, а — молярная доля O2.
Входное напряжение анода использовалось как фиксированное опорное напряжение, равное нулю. Входное напряжение катода (Vcell) задается следующим образом:
, (2.7)
где — напряжение поляризации.
2.3 Геометрия топливного элемента
На рис.2.1 показана схема одноячеечного ТОТЭ.
Рисᡃунок 2.1 Геометрия топливного элемента.
В модели в качестве анодного топлива использовалась комбинация Н2 и водяного пара. Кроме того, в катоде в качестве катодного топлива использовалась комбинация воздуха, водяного пара и N2. В качестве анода и катода использовались два пористых газодиффузионных электрода (гдэ). Для моделирования диффузии газа в ячейке, использовали анодный и катодный каналы потока.
4. Результаты моделирования
3.1 Проводимость электролита
Электролит нужен для поддержания миграции ионов кислорода и исключения переноса электронов. Одной из важнейших характеристик электролита для ТЭ является электропроводность электролита.
Электропроводность электролита можно описать уравнением:
, (3.1)
где – зарядовое число носителей заряда. F – число Фарадея, с – концентрация носителей заряда, U – подвижность носителей заряда.
Подвижность носителей заряда можно выразить через коэффициент диффузии:
, (3.2)
где R – газовая постоянная, T – температура, D – коэффициент диффузии.
Коэффициент диффузии можно записать в виде:
, (3.3)
где — высота активационного барьера.
Соединяя уравнения (x.1 – x.3) получаем уравнение:
, (3.4)
Как видно из уравнения (3.4) проводимость сильно зависит от температуры. При низких температурах электропроводность электролита сильно падает, что приводит в бесполезность ячейку.
В таблице 3.1 увязаны экспериментальные данные показателей проводимости относительно температуры.
Таблица 3.1 Экспериментальные данные проводимости электролита LSGM [83]
| Температура, К | Электропроводность, См/см2 |
| 1250 | 0,38 |
| 1050 | 0,35 |
| 1020 | 0,33 |
| 970 | 0,29 |
| 925 | 0,25 |
| 870 | 0,2 |
| 820 | 0,16 |
На основе этих данных можно построить график и аппроксимацией получить уравнение проводимости для электролита.
Рисунок 3.1 Проводимость от температуры.
На основе графика и его аппроксимации можно записать проводимость для электролита LSGM.
(3.5)
3.2 Проводимость катода
Эталонный равновесный потенциал катода при высоких температурах можно рассчитать через свободную энергию и энтропии реакции, происходящей на катоде по формуле:
(3.6)
Обычно равновесные потенциалы электродных реакций будут зависеть от локальных парциальных давлений реагирующих частиц в соответствии с уравнением Нернста:
, (3.7)
где — стехиометрические коэффициент реагирующих видов.
Кинетика катода определяется по уравнению Батлера-Вольмера:
(3.8)
где — парциальное давление реагирующих частиц, = 1 атм — эталонное давление, а , перенапряжение по отношению к эталонному состоянию, определяется как
(3.9)
3.3 Параметры эксперимента
В таблице 3.2 представлены экспериментируемые ячейки.
Таблица 3.2 Экспериментируемые ячейки.
| № | Катод | Электролит | Анод |
| 1 | La0.8Sr0.2MnO3–x | ZrO2–Y2O3 | Ni |
| 2 | Sm1-xSrxCoO3 | La0.8Sr0.2Ga0,8MnO3–x | Ni |
| 3 | Y0,8Ca0,2BaCo4O7+δ | BaCe0,5Zr0,3Y0,2O3–δ | Ni |
В приложении Б представлены параметры модели.
3.4 Результаты
На рисунке 3.2. Представлена схема сравнение топливных ячеек с электролитом La0.8Sr0.2Ga0,8MnO3–x с толщиной электролита 5мкм, 10мкм и 15мкм.
Рисунок 3.2 Сравнение ячеек на электролите LSGM с различной толщиной электролита.
Мощность ячейки с электролитом LSGM 0,3 Вт/см2 достигается при толщине электролита 5 мкм при температуре 700оС и при толщине электролита 10 мкм при температуре 900оС.
На рисунке 3.3. Представлена схема сравнение топливных ячеек с электролитом BaCe0,5Zr0,3Y0,2O3–δ с толщиной электролита 5мкм, 10мкм и 15мкм.
Рисунок 3.3 Сравнение ячеек на электролите BZY с различной толщиной электролита.
Мощность ячейки с электролитом BZY 0,32 Вт/см2 достигается при толщине электролита 5мкм при температуре 650оС и при толщине электролита 10 мкм при температуре 900оС.
На рис. 3.4 представлено сравнение ячеек на электролите LSGM, BZY, YSZ. Электролит на основе BZY показывает наивысшие показатели мощности при минимальной температуре. Однако стоит заметить, что разница в мощности при максимальной температуры для ячеек с электролитами LSGM и BZY практически не отличается. Наибольшая разница наблюдается при температуре 700 оС. Самый минималный результат показывает ячейка на основе элетролита YSZ. Что может быть обысловлено минимальной проводимостью для данного электролита. (Проводимость LSMG – 0.35См/см, проводимость BZY – 0.38См/см, проводимость YSZ – 0,1См/см)
Рисунок 3.4 Сравнение ячеек на электролите LSGM, BZY, YSZ.
3.4 Выводы
В работе проведен литературный анализ топливных элементов. Проведен анализ современного состояния разработок твердооксидных топливныхэлементов.
Была отрисована геометрия твердооксидного топливного элемента. Выбраны физические явления. Для этой геометрии определены граничные условия. Установлены параметры в соответствии с требованиями модели.
На моделе были провдены эксперименты с тремя ячейками с электролитами YSZ, BZY, LSMG. Было доказано что при понижении толщины электролита понижается и рабочая температура ячейки. Например: ячейка BZY при толщине электролита 5мкм работает с мощностью 0,32Вт/см при рабочей температуре 650 оС, а с толщиной электролита 10мкм при той же мощности рабочая температура уже 900 оС.
В результате сравнения трех ячеек наибольшей мощностью обладает ячейка с электролитом BZY (0.28Вт/см при температуре 600 оС), по сравнению с ячейками на основе LSGM (0.25Вт/см при температуре 600 оС), YSZ (0.1Вт/см при температуре 600 оС).
Приложение А
| YSZ | ||
| Температура, °C | Мощность, мВт/см2 | Источник |
| 900 | 1200 | [65] |
| 850 | 850 | [66] |
| 800 | 440 | [65] |
| 750 | — | — |
| 700 | 310 | [67] |
| 650 | 60 | [68] |
| 600 | — | — |
| LSGM | ||
| Температура, °C | Мощность, мВт/см2 | Источник |
| 900 | — | — |
| 850 | — | — |
| 800 | 310 | [61] |
| 750 | — | — |
| 700 | — | — |
| 650 | 100 | [61] |
| 600 | — | — |
| BCZYx | ||
| Температура, °C | Мощность, мВт/см2 | Источник |
| 900 | — | — |
| 850 | — | — |
| 800 | — | — |
| 750 | 108 | [69] |
| 700 | 266 | [70] |
| 650 | 207 | [70] |
| 600 | 146 | [70] |
Приложение Б. Параметры модели
| p_atm | 1[atm] | Атмосферное давление |
| T | от 600 до 900[degC] | Температура |
| mu | 3e-5[Pa*s] | Вязкость воздуха |
| dp_a | 2[Pa] | Разность давления, анод |
| dp_c | 6[Pa] | Разность давления, катод |
| i0_a | 0.1[A/m^2] | Плотность обменного тока, анод |
| i0_c | 0.01[A/m^2] | Плотность обменного тока, катод |
| Sa_a | 1e9[1/m] | Удельная поверхность анода |
| Sa_c | 1e9[1/m] | Удельная поверхность катод |
| V_pol | 0.05[V] | Начальная поляризация ячеек |
| perm_a | 1e-10[m^2] | Проницаемость анода |
| perm_c | 1e-10[m^2] | Проницаемость катода |
| Eeq_a | 0[V] | Равновесное напряжение, анод |
| Eeq_c | 1[V] | Равновесное напряжение, катод |
| V_cell | Eeq_c-Eeq_a-V_pol | Напряжение ячейки |
| vh2 | 6,00E-06 | Кинетический объем, Н2 |
| vo2 | 16.6e-6 | Кинетический объем, O2 |
| vn2 | 17.9e-6 | Кинетический объем, N2 |
Список литературы
- Гурвич В.И. Свалочный газ: перспективы добычи и утилизации [Текст] / Гурвич В.И., А.Б. Лифшиц // Твердые бытовые отходы. 2006. №8c. 4-9.
- Langnickel H. Operation of real landfill gas fueled solid oxide fuel cell [Text] / H. Langnickel, A. Hagen // Proceedings of EFC2017 European Fuel Cell Technology & Applications Conference.2017.
- ГОСТ 15596-82 Источники тока химические. Термины и определения. – Взамен ГОСТ 15596-78; введ. 1982-07-01. [Текст] – Минск: Межгос. совет по стандартизации, метрологии и сертификации;М.: Издательство стандартов, 1982. – 30с.
- Абакумова Ю.П. Химические источники тока. [Текст] / Ю. П. Абакумова. – Учебное пособие СПб: Изд-во СПбГУПС, 2004. — 26с.
- Багоцкий В.С. Химические источники тока. [Текст] / В.С. Багоцкий, А.М. Скундин – Учебное пособие М.: Изд-во Энергоатомиздат, 1981. — 360с.
- Шенбейн, Х-Ф // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона [Текст] / Х.-Ф. Шенбейн — Справочное пособие СПб: Изд-во Брокгауз-Ефрон, 1907. – 1055с.
- Храмов Ю. А. Физики: Биографический справочник [Текст] / Ю.А. Храмов – Справочное пособие М.:Изд-во Наука, 1983. — 400 с.
- Чирков Ю.В. Занимательно об энергетике. [Текст] / Ю.В. Чирков – М: Изд-во Молодая гвардия, 1981. — 37 с.
- Mills A. The Nernst Lamp. Electrical Conductivity in Non-Metallic Materials [Text] / A. Mills // eRittenhouse. 2013. №24.
- Фильштих В. Топливные элементы. [Текст] / В. Фильштих – Учебное пособие М: Изд-во МИР, 1968. — 419 с.
- Химия и ток – [Электронный ресурс] Режим доступа: https://nplus1.ru/material/2017/11/27/fuel-cells (дата обращения: 13.03.2020).
- Прохоров А.М Химические источники тока. [Текст] / А.М. Прохоров – Справочное пособие М: Изд-во Советская энциклопедия, 1969.
- Иванов П.П. Термодинамическое моделирование энергетических установок с твердооксидным топливным элементов [Текст] / П.П. Иванов // Теплофизика высоких температур. 2011. том 49, №4.
с. 627-633. - Ландау, Л. Д. Статистическая физика. Часть 1. [Текст] / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. — Учебное пособие М.: Изд-во Наука, 1976. — 584 с.
- Ковалев П.Г., Хлиян М.Д. ‘Физика (молекулярная физика, электродинамика) [Текст] / П.Г. Ковалев, М.Д. Хлиян – Учебное пособие Ростов-на-Дону: Изд-во Ростовского университета, 1975 — с.264
- Коровин Н. А. Топливные элементы и электрохимические энергоустановки. [Текст] / Н.А Коровин – М.:Изд-во МЭИ, 2005. с. 280.
- Довыдовский В. А. Коэффициент полезного действия электрохимического генератора [Текст] / В.А. Довыдовский, Н.С. Картамышева, Н.Н. Довыдовская // Молодой ученый. 2016. №10.
с.177-183. - Девис С. Электрохимический словарь [Текст] / С. Девис, А. Джеймс – Справочное пособие М:
Изд-во Мир, 1979. 288 с. - Касилова Е.В Расчетно-теоретическое исследование процессов переноса в твердом топливном элементе: дис. … канд. тех. наук: 01.04.14: защищена 02.04.2015: утв 29.04.2015[Текст] / Е.В. Касилова — М, 2015. 115 с.
- Кузьмин А. В. Протонпроводящие оксиды на основе LaScO3 в тонкоплёночном и керамическом состоянии [Текст] / А. В. Кузьмин, А. Ю. Строева, В. П. Горелов // Физико-химические проблемы возобновляемой энергетики: сб. тр. рос. конф. СПб., 2013. c. 31–32.
- Бобренок О.Ф. Разработка твердооксидного топливного элемента с пониженными рабочими температурами [Текст] / О.Ф. Бобренок, М.Р. Предтеченский // Электрохимия. 2011. №4.
с. 511-516. - Kek D. Electrical and microstructural investigations of cermet anode/YSZ thin film systems [Text] / D. Kek, P. Panjan, E. Wanzenberg, J. Jamnik // Journal of the European Ceramic Society. 2001.V.21.
P. 1861-1865. - Твердооксидные топливные элементы: проблемы, пути решения, перспективы развития и коммерциализации [Электронный ресурс] Режим доступа: https://www.extech.ru/files/anr_2015/anr_8.pdf (дата обращения: 13.04.2018).
- Nithya, M. Preparation and Characterization of NdCrO3 Cathode for Intermediate Temperature Fuel Cell Application [Text] / M. Nithya, M. Rajasekhar // International Journal of Applied Chemistry. 2017.№4
p. 879-886. - Choi, S. Highly efficient and robust cathode materials for low-temperature solid oxide fuel cells: PrBa0.5Sr0.5Co(2-x)Fe(x)O(5+δ). [Text] / S. Choi, S. Yoo, S. Park, A. Jun, S. Sengodan, J. Kim, J. Shin // Scientific Reports 2013, №3, p. 2426-2428.
- Общая информация ТОТЭ [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.vniitf.ru/tverdooksidnye-toplivnye-elementy/1344-vniitf-tote (дата обращения: 27.03.2018).
- Дунюшкина Л.А. Введение в методы получения пленочных электролитов для твердооксидных топливных элементов: монография [Текст] / Л.А. Дунюшкина // Екатеринбург: Изд-во УРО РАН, 2015. 126 с.
- Enrico A. Modeling Analysis of Bi-Layer Ni-(ZrO2)x(Y2O3)1−x Anodes for Anode-Supported Intermediate Temperature-Solid Oxide Fuel Cells [Text] / A. Enrico, M. Cannarozzo, P. Costamagna // Energies. 2014. №7.p. 5647-5674.
- Колчина Л.М. Синтез и высокотемпературные свойства многокомпонентных купратов – перспективных катодных материалов для твердооксидных топливных элементов:
дис. … канд.хим.наук: 02.00.01: защищена 02.04.2017: утв 29.04.2017[Текст] / Л.М. Колчина – М, 2017. 134с. - Khan F. Effect of Hydrogen Sulfide in Landfill Gas on Anode Poisoning of Solid Oxide Fuel Cells.[Text] / F.Khan // Youngstown State University. 2012. p. 204-209
- Собянин В.А. Высокотемпературные твердооксидные топливные элементы и конверсия метана [Текст] / В.А. Собянин // Российский химический журнал. 2003. №6. с. 62-70.
- Kulkarni A. Mixed ionic electronic conducting perovskite anode for direct carbon fuel cells.[Text] / A. Kulkarni, F.T. Ciacchi, S. Giddey, C. Munnings, S.P.S. Badwal, J.A. Kimpton, D. Fini // International Journal of Hydrogen Energy. 2012. №37(24), p.19092–19102.
- Stiller C. Finite-Volume Modeling and Hybrid-Cycle Performance of Planar and Tubular Solid Oxide Fuel Cells [Text] / C. Stiller, B. Thorud, S. Seljeb // J. Power Sourc es. 2005. №141. P. 227.
- Electrolyte [Электронный ресурс] Режим доступа: https://www.doitpoms.ac.uk/tlplib/fuel-cells/sofc_electrolyte.php (дата обращения: 27.03.2018).
- Hund F. Anomale Mischkristalle im System ZrO2–Y2O3. Kristallbau der Nernst-Stifte. [Text] / F. Hund // Zeitschrift für Elektrochemie und Angewandte Physikalische Chemie.1951. №55, P. 363–366.
- Козадеров О.А. Современные химические источники тока [Текст] / О.А. Козадеров, А.В. Введенский. – СПб: Лань, 2017.132 с.
- Lashtabeg A. Solid oxide fuel cells – a challenge for materials chemists [Text] / A. Lashtabeg, S.J. Skinner // J. Mater. Chem. 2006. №16. P.3-20
- Jacobson A.J Materials for solid oxide fuel cells [Text] / A.J. Jacobson // J. Mater. Chem.2010. №22. P.660-674.
- Довыдовский В. А. Твердый электролит на основе сложных оксидов висмута в системе CaO-Bi2O3-Fe2O3 и способ их получения.[Текст] / В.А. Довыдовский, Н.С. Картамышева, Н.Н. Довыдовская // Молодой ученый. 2016. №10.
с.177-183. - Горелов В.П. Протонные твердые электролиты на основе LАSCO3 [Текст] / В.П. Горелов, А.Ю Строева // Электрохимия.2012. №10. С.1144-1156.
- Zhu H. Modeling Elementary Heterogeneous Chemistry and Electrochemistry in Solid Oxide Fuel Cells [Text] / H. Zhu, R.J. Kee, V.M. Janardhanan // J. Electrochem.2005.№152. P.24-27.
- Никонов А.В. Синтез и свойства твердого электролита Ce 0.9 Gd 0.1 O 2 – δ , легированного Co, Cu, Mn, Zn [Текст] / А. В. Никонов, А.В. Спирин, В.Р. Хрустов // Неорганические материалы.2016. №7.С. 765-772.
- Шкерин С.Н. Особенности структуры и электропроводность (La, Sr)(Ga, Mg)O3–α [Text] / C.Н. Шкерин, Д. И. Бронин, А.В. Kовязина // Журнал структурной химии.2003. №4.С. 249-254.
- Slater P.R. High-Temperature Powder Neutron Diffraction Study of the Oxide Ion Conductor La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O2.85 [Text] / P.R. Slater, J.T.S Irvine, T. Ishihara, Y. Takita // Solid State Chem.1998. № 1. С. 135 – 143.
- Перфильев М.В. Высокотемпературный электролиз газа [Текст] / М.В. Перфильев, А.К. Демин, Б.Л. Кузин, А.С. Липилин – М: Изд-во Наука, 1988. 232 с.
- ScienceDirect [Электронный ресурс] Режим доступа: https://www.sciencedirect.com/ (дата обращения: 10.04.2018).
- Espacenet [Электронный ресурс] Режим доступа: https://worldwide.espacenet.com/ (дата обращения: 10.04.2018).
- Романов И.Д. Развитие энергетических установок на основе твердооксидных топливных элементов [Текст] / И.Д. Романов, Е.А. Чернышов, Е.А. Романова // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2015. № 10.С. 38-42
- Di Bella S. Erfolgreiche Tests [Text] / S. Di Bella // Monitor.2001. №5.С. 15.
- SOFC Prototype System Test [Электронный ресурс] Режим доступа: https://www.netl.doe.gov/research/coal/energy-systems/fuel-cells/project-information/proj?k=FE0026199 (дата обращения: 08.02.2018).
- Owens B. GE-Fuel Cells the power of tomorrow [Text] / B. Owens., J. McGuinness // Ecomagination.2015.С.10-13.
- Nissan Unveils World’s First Solid-Oxide Fuel Cell Vehicle [Электронный ресурс] Режим доступа: https://carrrs.com/nissan-unveils-worlds-first-solid-oxide-fuel-cell-vehicle/ (дата обращения: 08.02.2018).
- Shah R. Northwestern group invent inks to make SOFCs by 3D printing [Text] / R. Shah // Trade Journal. 2015. №1. С.11.
- Энергетические установки на ТОТЭ автономного энергоснабжения станций катодной защиты [Электронный ресурс] Режим доступа: http://uicpro.ru/napravleniya-raboty/proekty-dlya-neftegazovogo-sektora/ (дата обращения: 08.02.2018).
- Бобренок О.Ф. Разработка твердооксидного топливного элемента с пониженными рабочими температурами. [Текст] / О.Ф. Бобренок, М.Р. Предчеченский // Электрохимия. 2011.№47.С.511-516.
- Сочугов Н.С Способ изготовление твердооксидных топливных элементов [Текст] / Сочугов Н.С., Ковшаров Н.Ф., Соловьев А.А. // // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2015. № 10.С. 38-42
- Ковальчук, А Н; Кузьмин, А. В.; Осинкин, Д. А.; Фарленков, А. С.; Соловьев, А. А.;. Единичный тотэ с несущим ni-ysz-анодом, двухслойным пленочным ysz/gdc-электролитом и la2nio4+δ-катодом. ЭЛЕКТРОХИМИЯ. 2018 г., Т. 54, 6, стр. 623–629.
- Ионов А.В., . Соловьев А.А., Лебединский А.М., Шипилова А.В., Смолянский Е.А. Формирование nio/ysz функциональных анодных слоев твердооксидных топливных элементов методом магнетронного распыления. ЭЛЕКТРОХИМИЯ. 2017 г., Т. 53, 6, стр. 751–760.
- Соловьев А.А., Шипиловаa А.В., Ковальчук А.Н., Ионов И.В., Работкин С.В. сравнение характеристик твердооксидных топливных элементов с пленочными твердыми электролитами ysz и cgo, формируемыми методом магнетронного распыления. ЭЛЕКТРОХИМИЯ. 2016 г., Т. 52, 7, стр. 741–748.
- Бронин Д.И., Кузин Б.Л., Ярославцев И.Ю., Береснев С.М. твердые электролиты на основе галлата лантана и кинетика электродных процессов в топливных элементах с этими электролитами. ВЕСТНИК РФФИ. 76, 2019 г., 4.
- Осинкин Д. А., Береснев С. М., Лобачевская Н. И. симметричный твердооксидный топливный элемент с электродами на основе феррито-молибдата стронция. ЭЛЕКТРОХИМИЯ. 2017 г., Т. 53, 6.
- Г., Лягаева Ю. Протонопроводящие материалы на основе BaCeO3-BaZrO3:синтез, свойства и применение. Екатеринбург : б.н., 2016 г.
- Zhou G.H., X.Z. Fu, J.L. Luo., K.T. Chuang., A.R. Sanger. Ag modified LSCF as cathode material for protonic conducting SOFCs. Materials Science and Technology. 2013 г., Т. 28, 1-2.
- Gelfond N. V., Bobrenok O. F., Predtechensky M. R., Morozova N. B., Zherikova K. V., Igumenov I. K. Deposition of Electrolyte Thin Films Based on Yttria-Stabilized Zirconia. Inorganic Materials. 2009 г., Т. 45, стр. 659–665.
- Zou Y., Zhou W., Sunarso J., Liang F., Shao Z. Electrophoretic deposition of YSZ thin-film electrolyte for SOFCs utilizing. Intern. J. Hydrogen Energy. 2011 г., Т. 36, стр. 9195–9204.
- Н.Н, Коваль. изготовление среднетемпературных твердооксидных топливных элементов с ультратонким наноструктурированным электролитом. Томск : б.н., 2012.
- Соловьев А.А., Сочугов Н. С., Шипилова А. В., Ефимова К. Б., Тумашевская А. Е. среднетемпературные твердооксидные топливные элементы с тонкопленочным zro2 : y2o3 электроли. ЭЛЕКТРОХИМИЯ. 2011 г., Т. 47, 4.
- Д.А., Медведев. Высокотемпературные протонные электролиты на основе ba(ce,zr)o3 со структурой перовскита: стратегии синтеза, оптимизация свойств и особенности применения. екатеринбург : уро ран, 2019.
- B. Lin, S. Zhang, L. Zhang, L. Bi, H. Ding, X. Liu, J. Gao, G. Meng. Prontonic ceramic membrane fuel cells with layered GdBaCo2O5+x cathode. Journal of Power Sources. 177, 2008 г., 2, стр. 330-333.
- Кнунянц И.Л. Тонкие пленки [Текст] / И.Л. Кнунянц, Н.С. Зефиров. – Справочная литература М.: Изд-во Большая Российская энциклопедия. С. 607–608.
- Данилин Б.С. Применение низкотемпературной плазмы для нанесения тонких пленок. [Текст] /
Б.С. Данилин — М: Изд-во Энергоатомиздат, 1989. 328 с. - Сыркин В. Г. CVD-метод. Химическое парофазное осаждение.[Текст] / В.Г. Сыркин — М: Изд-во Наука, 2000. 482 с
- Pierson H.O. Handbook of Chemical Vapor Deposition (CVD): Principles, Technology and Applications. [Text] / H.O. Pierson – N.J.: Noyes Publications, 1992.P. 436.
- Laukaitis G. Morphology and growth of e-beam deposited YSZ thin films [Text] / G. Laukaitis, J. Dudonis, D. Milcius // Vacuum. 2007. №81.P. 1288–1291.
- Готра З. Ю. Технология микроэлектронных устройств. [Текст] / З.Ю. Готра — Справочное пособие – М.: Изд-во Радио и связь, 1991. 528с
- Физические основы нанесения вакуумных покрытий [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.philoguides.ru/fizicheskie_osnovi_naneseniya_vakuumnih_pokritiy-216.html (дата обращения: 25.04.2020).
- Infortuna A. Microstructures of CGO and YSZ Thin Films by pulsed Laser Deposition [Text] / A. Infortuna, A.S. Harvey, L.J. Gauckler //Advanced functional materlals. — 2008.№18. P.127-135
- Данилина Т.И. Ионно-плазменные методы получения наноструктур [Текст] / Т.И. Данилина, П.Е. Троян, Ю.В. Сахаров, Ю.С. Жидик // ТУСУРу – 55 ЛЕТ. НЕКОТОРЫЕ ИТОГИ. — 2017. № 3.
С.40-45. - Дунюшкина Л.А. Химическое осаждение и свойства пленочных твердооксидных топливных элементов на основе цирконатов калия стронция : дис. … д-р хим. наук: 02.00.05. защищена 02.04.2017: утв 29.04.2017[Текст] / Л.А. Дунюшкина – Екатеринбург , 2017.
- Оура К. Введение в физику поверхности [Текст] / K. Оура, В.Г. Лифшиц, А.А. Саранин – Учебное пособие – М.: Наука, 2006.490 с
Hill T. Fabricating Pinhole-Free YSZ Sub-Microthin Films by Magnetron Sputtering forMicro-SOFCs [Text] / T. Hill, H. Huang // International Journal of Electrochemistry. – 2011. №2011. P.134-146.
1 2