Atsirandant vis didesnei nešiojamos elektronikos prietaisų pasiūlai, išaugo mobilių galios šaltinių paklausa. Mažų dimensijų (nuo kelių mm iki ?m eilės) kuro elementai yra mobilūs galios šaltiniai naudojami mažos galios elektroniniams prietaisams.
Projekte bus formuojami ir tiriami iki šiol mažai tyrinėti mažų dimensijų kuro elementai su protoninio laidumo elektrolitais, tiriamos naujos daugiafunkcinės kuro elementų komponentų medžiagos ir jų gavimo technologijos, kurių panaudojimas vandenilio energetikos technologijose gali padidinti cheminės energijos konversijos į elektrinę efektyvumą, pagerinti mažos galios elektroninių prietaisų technines charakteristikas, sumažins mažų dimensijų kuro elementų darbinę temperatūrą, medžiagų kaštus. Visa tai pagreitintų šių kuro elementų įdiegimą buityje ir pramonėje. Kuro elementai su protoninio laidumo kietakūnio oksido elektrolitais kol kas yra ankstyvojoje tyrimų stadijoje. Plačiai ištirti polimerinio elektrolito membranos kuro elementai (PEMFC) turi pakankamai žemą naudingumo koeficientą, kietakūnio oksido elektrolito kuro elementų (SOFC) darbinė temperatūra yra pakankamai aukšta (~ 500 °C) ir tai turi įtakos mažų dimensijų kuro elementų komponentų ribotam pasirinkimui bei šių komponentų aukštai kainai. Protoninio laidumo kietakūnio oksido elektrolitai sujungia geriausias polimerinio elektrolito ir kietakūnio oksido elektrolitų savybes.
Mažų dimensijų kuro elementai dažniausiai yra formuojami litografijos ir ėsdinimo metodais. Litografijos naudojimas kartu su ėsdinimu kuro elementų formavimui yra komplikuotas procesas dėl dažnų kuro elementų komponentų pažeidimų ėsdinimo metu. Šio projekto tiriamųjų darbų programa numato kompleksinius protoninio laidumo keraminių mažų dimensijų kuro elementų ir jų komponentų tyrimus. Numatoma porėtų mažų dimensijų kuro elementų elektrodų formavimui naudoti Al2O3 ir TiO2 medžiagas bei skirtingus aukštatemperatūrinius cheminius formavimo metodus: elektrocheminį anodavimą ir porėtos membranos sol gel sintezę iš neorganinių prekursorių. Kuro elementų protoninio laidumo elektrolitai bus formuojami iš protoniniu laidumu pasižyminčių medžiagų niobatų (pvz. LaNbO4) bei kitų panašaus tipo protoninio laidumo keramikų oksidų, suderintų su elektrodų medžiagomis, inovatyviais nepusiausvyriniais procesais, tokiais kaip reaktyvusis magnetroninis nusodinimas ir garinimas elektronų spinduliu iš garų fazės. Pagrindinis projekto tikslas – daugiafunkcinių protoninio laidumo keraminių mažų dimensijų kuro elementų ir jų komponentų (anodas, elektrolitas ir katodas) formavimas ir tyrimas.
Projekto finansavimas:
ES struktūrinių fondų projektas, finansuojamas pagal 2007-2013 metų Žmogiškųjų išteklių veiksmų programos prioriteto „Tyrėjų gebėjimų stiprinimas“ priemonę „Parama mokslininkų ir kitų tyrėjų mokslinei veiklai“
Projekto rezultatai:
Projekto įgyvendinimo laikotarpyje tyrimų rezultatai pristatyti 11 tarptautinių konferencijų, įvykdytos keturios 2 savaičių trukmės stažuotės mokslinėse laboratorijose, kur buvo patikrintas plonasluoksnių dangų protoninis laidumas bei papildomai išmatuotos suformuotų struktūrų elektrocheminės savybės, buvo išspausdinti 6 straipsniai bei įregistruotas 1 LR patentas.
Projekto koordinatorius: Kauno technologijos universitetas
