ОСОБЕННОСТИ КИНЕТИКИ ЭЛЕКТРОДНЫХ РЕАКЦИЙ В СОВРЕМЕННЫХ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВАХ НА ТВЕРДЫХ ЭЛЕКТРОЛИТАХ
Осинкин Д.А.(1,2)
(1) Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН
620066, г. Екатеринбург, ул. Академическая, д. 20
(2) Уральский федеральный университет
620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 19
Глобальное изменение климата и истощение невозобновляемых источников энергии ставят перед человечеством новые задачи: поиск эффективных методов преобразования и хранения энергии и снижения негативного воздействия существующих технологий на окружающую среду. Электрохимические технологии – одни из наиболее привлекательных подходов для решения данных задач. Среди них технологии, основанные на использовании средне- и высокотемпературных твердооксидных электрохимических устройств, представляют значительный интерес из-за высокой эффективности преобразования энергии, гибкости эксплуатации и перспектив масштабирования.
Электрохимические устройства на твердых электролитах находят широкое применение в различных областях науки, техники и производства. К таким устройствам относятся системы мониторинга и контроля газовых сред (газовые сенсоры), системы очистки и разделения газов, системы генерации электроэнергии (топливные элементы), устройства преобразования газов (электролизеры) и т.д.
Во всех подобных устройствах, без исключения, важным аспектом эффективности их работы является высокая электрохимическая активность электродов по отношению к электродным реакциям, которые на них протекают. Подробные исследования кинетики и механизмов электродных реакций позволяют определять не только природу явления и процессов, которые ограничивают скорость электрохимической реакции, но и влиять на неё. В докладе будут представлены основные понятия о кинетике высокотемпературных электрохимических реакций, показаны примеры скорость-определяющих стадий реакций окисления водорода и восстановления кислорода, а также будет продемонстрировано, как анализ электрохимического поведения электродов позволяет повышать его активность.
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 24-19-00040, https://rscf.ru/project/24-19-00040/