TVEL zkoumá vlastnosti palivových článků se zirkoniovou nanokeramikou
17.07.08Ruský výrobce jaderného paliva TVEL se intenzivně věnuje výzkumu na vylepšení i nejaderných palivových článků pomocí nových keramických materiálů. V Čepeckém strojírenském závodě byl zahájen zkušební provoz na výrobu dioxidu zirkonia, prášků pro plazmové naprašování a výrobků z tvrdých elektrolytů, jež mají zásadně zvýšit účinnost palivových článků.
Čepecký strojírenský závod (ČMZ) je v současnosti jediný v Rusku, který se věnuje technologii syntézy prášku na bázi dioxinu zirkonia. Stávající výrobní kapacita je zcela vytížena a výzkum trhu prokázal nezbytnost rozšíření výroby dioxidu zirkonia a také výrobků z něj. Vysoceefektivní technická keramika nalezne podle generálního ředitele ČMZ Sergeje Suchareva širokou škálu uplatnění i mimo jaderný průmysl: „Tendence vývoje světového trhu s zirkoniovou keramikou ukazují na rozšíření poptávky po nanoprášcích z dioxidu zirkonia. Tyto nanoprášky mají unikátní soubor vlastností a nacházejí stále širší uplatnění v energetice, metalurgii, uhelném a chemickém průmyslu, letecké a kosmické technice, elektronice i medicíně."
Oblast využití oxidových nanoprášků je opravdu široká. V energetice to jsou palivové články, iontové chemické zdroje proudu, membrány pro sluneční baterie, povrch součástí turbín a třecích prvků. V chemickém průmyslu mohou vylepšit prvky chemických zařízení, nosiče katalyzátorů, sorbety a povrchy, v metalurgii plynová kyslíková čidla a rozprašovače. V elektronice se mohou použít na filtry a řezné nástroje pro optická vlákna, senzory a čidla vlhkosti. Ve strojírenství naleznou uplatnění na řezných nástrojích, filtrech a nanokompozitních materiálech. Využije je také medicína: na protézy, inhalátory či skalpely.
TVEL věnuje pozornost i palivovým článkům z tvrdých oxidů (tzv. TOTE články) s keramickým oxidovým elektrolytem z dioxidu zirkonia stabilizovaného oxidem yttria. Tyto palivové články umožňují bezprostřední přeměnu chemické energie paliva na elektrickou s účinností vyšší než 50%. Hlavní problémy, které je nutno řešit pro rozvoj tohoto druhu energetiky, je prodloužení životnosti a efektivity provozu, snížení provozní teploty a ceny energetických zařízení na bázi palivový buněk