Одним из приоритетных направлений в области электрохимических устройств для генерации электроэнергии является разработка твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ), работающих при пониженных температурах (ниже 600 ºС). Активно исследуются способы формирования пленочной электролитной мембраны, когда улучшение эксплуатационных характеристик устройства происходит за счет уменьшения толщины электролитного слоя. В качестве материала электролита ТОТЭ наиболее часто используются твердые растворы на основе оксида циркония, которые обладают достаточной кислородно-ионной проводимостью, химической стойкостью и стабильностью физических свойств как в окислительных, так и в восстановительных атмосферах. В данной работе пленки стабилизированного оксида циркония (YSZ) были получены методом окунания подложек NiO-YSZ в суспензии на водной основе с последующей термообработкой. Рассмотрены некоторые закономерности процессов кристаллизации пленок на электродных подложках в зависимости от способа приготовления пленкообразующей суспензии, морфологии поверхности подложки и режима термообработки получаемого пленочного покрытия. Выявлены оптимальные условия для получения газоплотных пленочных покрытий на подложках различной пористости. Изучено влияние состава компонентов суспензии (концентрации наполнителя и дисперсанта), вязкости и pH системы на процесс формирования пленочного электролита. Варьирование указанных параметров позволяет провести осаждение пленки стабилизированного оксида циркония с толщиной 5-10 мкм без трещин за 1-2 цикла нанесения. Показано, что применение металлокерамических композиций в качестве анодных материалов за счет наличия фазы электролита увеличивает механическую прочность несущего электрода и обеспечивает более благоприятные условия для формирования пленки электролита. Металлический компонент отвечает за хорошие электрофизические характеристики. Для ТОТЭ с кислородно-ионным электролитом на основе стабилизированного оксида циркония рассмотрены композиционные аноды, содержащие NiO и, соответственно, Ni в качестве металлической фазы после восстановления. Данный способ представляет собой простой и экономически эффективный метод изготовления тонкопленочного электролита для твердооксидного топливного элемента.
