ЗАЩИТНЫЕ СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ КОБАЛЬТ-МАРГАНЦЕВОЙ ШПИНЕЛИ ДЛЯ ТОКОВЫХ КОЛЛЕКТОРОВ ТВЕРДООКСИДНЫХ ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Обложка
  • Авторы: Храменкова А.В.1, Финаева О.А.1, Родионова С.Д.2, Деменева Н.В.2
  • Учреждения:
    1. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М. И. Платова”
    2. Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела имени Ю. А. Осипьяна Российской академии наук (ИФТТ РАН)
  • Выпуск: Том 61, № 8 (2025)
  • Страницы: 392-399
  • Раздел: Специальный выпуск “Электрохимия на ХХII Менделеевском съезде общей и прикладной химии”, октябрь 2024 г., Сириус, РФ
  • URL: https://ogarev-online.ru/0424-8570/article/view/352855
  • DOI: https://doi.org/10.7868/S3034618525080048
  • ID: 352855

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Защитные покрытия на основе кобальт-марганцевой шпинели для токовых коллекторов твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ), изготовленных из нержавеющей стали, были получены методом нестационарного электролиза. Основной фазой полученных покрытий, по данным рентгенофазового анализа, является Co2MnO4. Изучена эволюция микроструктуры полученных покрытий в рабочем режиме катодной камеры ТОТЭ. Установлено, что в процессе окисления хром и железо, входящие в состав подложки, диффундируют в покрытие, окисляются, а само покрытие после токовых ресурсных испытаний представляет собой смесь оксидов Co2MnO4, Fe3O4 и Cr2O3. Исследование зависимости величины удельного сопротивления перехода токовый коллектор-катод от времени нахождения под токовой нагрузкой в модельных условиях катодной камеры ТОТЭ в течение 1000 ч на измерительных сборках при 850°С, под токовой нагрузкой 0.5 А·см–2 показало, что сопротивление составляет порядка 3 мОм⋅см2.

Об авторах

А. В. Храменкова

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М. И. Платова”

Email: anna.vl7@yandex.ru
Новочеркасск, Россия

О. А. Финаева

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М. И. Платова”

Email: anna.vl7@yandex.ru
Новочеркасск, Россия

С. Д. Родионова

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела имени Ю. А. Осипьяна Российской академии наук (ИФТТ РАН)

Email: anna.vl7@yandex.ru
Черноголовка, Россия

Н. В. Деменева

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела имени Ю. А. Осипьяна Российской академии наук (ИФТТ РАН)

Email: anna.vl7@yandex.ru
Черноголовка, Россия

Список литературы

  1. Tong, W., Wang, W., Leng, X., and Song, J., Influences of Composite Electrodeposition Parameters on the Properties of Ni-Doped Co-Mn Composite Spinel Coatings, Materials, 2024, vol. 17, no. 5, p. 1200.
  2. Пикалов, О., Деменева, Н., Зверькова, И., Бредихин, С. Диффузионные никель-кобальтовые покрытия для защиты токовых коллекторов твердооксидных электролизных элементов из стали Crofer 22 APU. Электрохимия. 2024. Т. 60. С. 182. [Pikalov, O., Demeneva, N., Zverkova, I., and Bredikhin, S., Diffusion nickel-cobalt coatings for protection of solid oxide electrolysis cells’ current collectors made of Crofer 22 APU steel, Russ. J. Electrochem., 2024, vol. 60, p. 169.]
  3. Бушуев, А.Н., Толстобров, И.В., Елькин, О.В., Саетова, Н. С., Бобро, М.С., Анкудович, А.И., Кузьмин, А. В. Разработка интерконнекторов твердооксидных топливных элементов, устойчивых к высокотемпературной коррозии, на основе отечественных материалов. Успехи в химии и хим. технологии. 2023. Т. 37. № . 2 (264). С. 25. [Bushuev, A.N., Tolstobrov, I.V., Yelkin, O.V., Saetova, N.S., Bobro, M.S., Ankudovich, A.I., and Kuzmin, A.V., Development of solid oxide fuel cell interconnectors resistant to high-temperature corrosion based on domestic materials, Successes in Chemistry and Chemical Technology, 2023, vol. 37, no. 2 (264), p. 25.]
  4. Chanson, R., Bouvier, M., Miserque, F., Rouillard, F., and Schuster, F., Influence of Cobalt and Cobalt–Manganese Oxide Coating Thickness Deposited by DLI–MOCVD as a Barrier Against Cr Diffusion for SOC Interconnect, High Temperature Corrosion of Materials, 2024, vol. 101, no. 6, p. 1467.
  5. Shaigan, N., Qu, W., Ivey, D.G., and Chen, W., A review of recent progress in coatings, surface modifications and alloy developments for solid oxide fuel cell ferritic stainless steel interconnects, J. Power Sources, 2010, vol. 195, no. 6, p. 1529.
  6. Li, F., Zhang, P., Zhao, Y., Yang, D., and Sun, J., The preparation and properties of Mn–Co–O spinel coating for SOFC metallic interconnect, Intern. J. Hydrogen Energy, 2023, vol. 48, no. 42, p. 16048.
  7. Храменкова, А.В., Финаева, О.А., Изварина, Д.Н., Пикалов, О.В., Деменева, Н. В. Электрохимический синтез покрытий на основе кобальт-марганцевой шпинели для токовых коллекторов твердооксидных топливных элементов. Изв. вузов. Северо-Кавказский регион. Техн. науки. 2024. Т. 3. С. 67. [Khramenkova, A.V., Finaeva, O.A., Izvarina, D.N., Pikalov, O.V., and Demeneva, N.V., Electrochemical synthesis of the coatings on the basis of cobalt-manganese spinel for current collectors of solid oxide fuel cells, Bulletin of higher educational institutions. North caucasus region. Technical sciences, 2024, vol. 3, p. 67.]
  8. Khramenkova, A.V., Finaeva, O.A., Izvarina, D.N., Yatsenko, A.N., Korotkov, A.S., Lyatun, I.I., and Bredikhin, S.I., The Structural Properties and High-Temperature Oxidation Behavior of Co-Mn Spinel Coatings for SOFC Interconnect Application, Transactions Indian Institute Metals, 2025, vol. 78, no. 2, p. 1.
  9. Деменева, Н.В., Бредихин, С. И. Формирование оксидных пленок и диффузионные процессы в приповерхностных слоях токовых коллекторов твердооксидных топливных элементов. Электрохимия. 2014. Т. 50. С. 808. [Demeneva, N.V. and Bredikhin, S.I., Oxide film formation and diffusion processes in near-surface layers of current collectors in solid oxide fuel cells, Russ. J. Electrochem., 2014, vol. 50, p. 725.]

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).