Сведения о ведущей организации (Автономные электрохимические энергоустановки летательных аппаратов с алюминием в качестве энергоносителя)

СВЕДЕНИЯ О ВЕДУЩЕЙ ОРГАНИЗАЦИИ по диссертационной работе Пушкина Константина Валерьевича на тему: «Автономные электрохимические энергоустановки летательных аппаратов с алюминием в качестве энергоносителя», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.07.05.— Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов. Наименование организации: федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской академии наук (ИВТЭ УрО РАН). Год основания: 1958 г, Директор: профессор, д.

х. н., Зайков Юрий Павлович Основные направлении деятельности ИВТЭ УрО РАН является единственным профильным академическим учреждением, специализирующимся в области высокотемпературной физической химии и электрохимии расплавленных солей и твердых электролитов. На протяжении 55 лет ИВТЭ УрО РАН проводит фундаментальные исследования, направленные на создание, развитие и использование: ° теоретических и экспериментальных основ современной высокотемпературной физической химии и электрохимии расплавленных и твердых электролитов; ° принципов электрохимических методов получения и физико-химической диагностики новых материалов различного функционального назначения, эксплуатирующихся в жестких условиях агрессивных сред и высоких температур; ° научных основ ресурсосберегающих, безопасных для природы и человека электрохимических технологий получения, рафинирования и защиты металлов, переработки неорганического сырья; ° принципов конструирования высокотемпературных устройств с расплавленными и твердыми электролитами, обеспечивающих прямое и наиболее рациональное превращение химической энергии в электрическую.

Большинство практических разработок и проектов институт осуществляет при сотрудничестве с ведущими научными и производственными компаниями и исследовательскими центрами России (ТК «ТВЭЛ» (Ростатом), ФГУП «РФЯЦ вЂ” ВНИИЭФ», ФГУП «РФЯЦ вЂ” ВНИИТФ им. академика Е. И. Забабахина», НИЦ «Курчатовский институт», ОАО «УЭХК», ОАО «ГНЦ НИИАР», ОАО «СвердНИИхиммаш», ОАО «Чепецкий механический завод», ОАО «Соликамский магниевый завод», ООО «УГМК», ОАО «Уралэлектромедь» и др.), США, Кореи, Германии, Норвегии, Франции, Италии, Великобритании, Испании и других стран.

Интеллектуальная собственность Института защищена национальными и зарубежными патентами. Основные разработки предприятия Научные результаты, полученные в лабораториях Института, в значительной степени определяют современные представления о процессах, протекающих в расплавленных и твердых электролитах и на их границах с металлами и полупроводниками. Среди важнейших достижений следует отметить: ° разработана и экспериментально подтверждена автокомплексная модель солевых расплавов, учитывающая энергетическую неравноценность одноименных ионов. Сформулированы основные положения явления комплексообразования в смесях солей, уточнившие понятие "идеальности" применительно к ионным системам, что позволило с единых позиций прогнозировать как термодинамические, так и транспортные свойства расплавов; ° развита теория процессов переноса в ионных кристаллах, токообразования на межфазной границе твердого электролита с металлом; ° предложен алгоритм синтеза твердых ионных и смешанных ионноэлектронных высокотемпературных проводников; установлено и детально изучено свойство расплавленных сред, находящихся в контакте с электронным проводником, приобретать окнслительновосстановительный потенциал, присущий этому проводнику; ° при измерениях равновесных электродных потенциалов десятков металлов в расплавах установлено существование соизмеримых долей их ионов различных степеней окисления.

Обнаружено, что скорости катодного осаждения и анодного растворения металлов и сплавов в этих средах определяются диффузией, затруднения в актах ионизации и перезаряда в электрохимических реакциях отсутствуют, а сами процессы идут в условиях, близких к равновесным; ° выяснена роль катионов щелочных металлов в процессе коррозии и явлении бестокового переноса металлов и неметаллов. Установлена электрохимическая природа коррозии металлов и сплавов в расплавах солей, ее количественной характеристикой могут служить величины стационарных потенциалов. Сформулированы принципы защиты материалов от коррозии; ° разработаны научные основы электрокристаллизации металлов, сплавов и химических соединений из ионных расплавов, найдены условия формирования зародышей, катодных осадков определенной структуры, обнаружено фазовое перенапряжение при электровыделении; ° сформулированы и реализованы принципы функционирования ряда электрохимических систем преобразования энергии, получения чистых водорода и кислорода, количественного анализа различных газовых сред.

Впечатляющие перспективы открывают ведущиеся в Институте более сорока лет систематические исследования в области высокотемпературной электрохимической энергетики. Электрохимический способ преобразования энергии имеет ряд решающих преимуществ перед традиционными методами переработки природных топливных ресурсов, используемыми в "большой" энергетике.

Это, например, возможность промышленного производства электрохимических устройств различной мощности от сотен ватт до десятков мегаватт, позволяющая оптимально удовлетворить требования потребителей энергии в соответствии с мировыми тенденциями автономного и локального энергопотребления и повышения надежности энергетических аппаратов. На базе полученных экспериментальных результатов в Институте высокотемпературной электрохимии УрО РАН разрабатываются: . топливные элементы с расплавленным карбонатным электролитом (РКТЭ); твердоокс иди ые топливные элементы (ТОТЭ) с кислород- и протонпроводящими электролитами; ° высокотемпературные электролизеры (ВЭ) для разложения воды, которые в сочетании с топливными элементами представляют значительный интерес для решения проблем водородной энергетики; ° высокотемпературные твердооксидные конвертеры (ВТОК) для получения водорода путем электрохимической конверсии горючих газов резервные (разогревные) химические источники тока (РХИТ) с высокими удельными значениями энергии и мощности; высокотемпературные литиевые аккумуляторы (ВЛА); электрохимические сенсорные устройства (ЭС) для анализа состава газовых сред, позволяющие повысить эффективность сжигания природного топлива в теплоэнергетических и металлургических аппаратах; ° высокотемпературные солевые аккумуляторы тепла (САТ).

Результаты фундаментальных исследований определили области их практического применения: 1. производство новых материалов с заданными свойствами для машиностроения, включая авиа- и ракетостроение, электроники, энергетики, синтетической химии и других отраслей промышленности, каталитические аспекты использования твердых и расплавленных электролитов; 2.

электрохимическая энергетика, связанная с протеканием окислительновосстановительных реакций в электрохимических системах с расплавленными и твердыми электролитами (первичных источниках тока, аккумуляторах, топливных элементах и электролизерах для получения водорода и риформинга природных топлив), обеспечивающих прямое и наиболее рациональное превращение химической энергии в электрическую; 3, технологии глубокой переработки природного и техногенного сырья с использованием нетрадиционных (электрохимических) методов, включая подготовку ядерного горючего и переработку радиоактивных отходов. Список основных публикаций работников ведущей организации по теме диссертации: 1.

Ярославцев ИШ, Богданович Н.М., Вдовин Г.К., Демьяненко Т.А., Бронин Д.И., Исупова Л.А. Катоды на основе никелато-ферритов редкоземельных металлов, изготовленные с применением промышленного сырья, для твердооксидных топливных элементов Р Электрохимия. 2014.

Т. 50. № 6. С. 611. 2. Вечерский С.И., Конопелько М.А., Баталов Н.Н. Каталитическая активность оксидов?.АП а1М а1РЕ овО з и (М = РЕ, СО, ЬП) в карбонатном топливном элементе часть 1. Поляризационные характеристики пористых газодиффузионных оксидных катодов в контакте с расплавом (1.1 а~яК абаз) ~СО з (эксперимент) // Электрохимическая энергетика. 2014.

Т.14. № 3. С. 133-140. 3. Демин А.К., Зайков Ю.П., Матренин В.И., Овчинников А.Т., Поспелов Б.С. Длительные испытания многоэлементных батарей водородно-кислородных щелочных матричных топливных элементов // Электрохимическая энергетика. 2014. Т.14. № 2.

С. 93-100. 4. Зайков Ю. П., Демин А. К., Матренин В. И., Овчинников А, Т., Поспелов Б. С. Ресурс водородно-кислородного топливного элемента со щелочным матричным электролитом // Электрохимическая энергетика. 2013. Т.13. №4. С. 213-218. 5, Демин А. К,, Чуйкин А. Ю., Горшков М. Ю., Ефремов А.Н., Хрустов А. В. Влияние различных факторов на распределение температуры в батарее твердооксидных топливных элементов // Электрохимическая энергетика. 2013.

Т. 13. № 4. С. 187-191. 6. Куртеева А.А., Береснев С.М., Осинкин Д.А., Кузин Б.Л., Вдовин Г.К., Журавлев В.Д., Богданович Н.М., Бронин Д.И., Панкратов А.А., Ярославцев И.Ю. Единичные твердооксидные топливные элементы с несущим М- керметным анодом // Электрохимия. 2011. Т. 47. № 12. С, 1478. 7. Батухтин В,П., Зайков Ю.П., Першин А.С., Чемезов О.В., Шуров Н.И. Электролизер для испытаний новых электродных материалов и электролитов для производства первичного алюминия // Расплавы.

2011. № 6. С. 3-10. 8. Ковров В.А., Храмов А.П., Шуров Н.И., Зайков Ю.П. Прогноз скорости окисления металлических анодов по результатам электролиза // Электрохимия. 2010. Т. 46. № 6. С. 707-713. Адрес организации: 620137, г. Екатеринбург, ул. С.Ковалевской, 22/ ул. Академическая, 20 Телефон: +7 (343) 362-35-31; +7 (343) 374-50-89; +7 (343) 362-31-21 Факс: +7 (343) 374-59-92 Веб-сайт: юяж.й1е.цгап.ги Председатель диссертационного совета Д 212.125.08, д.т.н., профессор Ю.А. Равиковнч ~Фг- Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.125.08, д.т.н., профессор ~~~5щу--; Ю.В.

Зуев .