Для електрики знадобиться лише водяна пара: вчені запропонували неймовірну технологію

Згідно з дослідженням, водяна пара може подвоїти провідність ТОТЕ, тому що пара подвоює потік іонів кисню в кераміці, підвищуючи ефективність пристроїв за температури 490 °C, пише interestingengineering.com.

Паливні елементи: просто додай води

Більшість паливних елементів перетворюють водень і кисень на електрику, а водяна пара при цьому є побічним продуктом. ТОТЕ зазвичай працюють за надзвичайно високих температур — до 1000 °C, — що призводить до руйнування матеріалів і подорожчання систем. З цієї причини дослідники шукають нові керамічні електроліти, що працюють за нижчих температур (від 400 °C до 600 °C), зберігаючи при цьому ефективну провідність іонів.

Японські вчені вирішили додати до складу керамічний матеріал під назвою оксид барію-ніобію-молібдену (Ba₇Nb₄MoO₂₀). Він споріднений з перовскітом, має кристалічну структуру і годиться для перенесення іонів. У його структурі іони оксиду (O²-) можуть переміщатися, використовуючи порожнечі в решітці, а під впливом водяної пари Ba₇Nb₄MoO₂₂₀ проводить оксидні іони набагато ефективніше. Водяна пара поглинається кристалом, що додає в структуру більше іонів кисню (O²-). Ці іони створюють і руйнують невеликі димерні структури (Nb/Mo)₂O₉ всередині решітки, що полегшує рух інших оксидних іонів. У підсумку, іони рухаються швидше і вільніше. При температурі 360 °C провідність вдалося збільшити вдвічі.

Революційне відкриття в галузі паливних елементів

Це дослідження доводить, що низькотемпературні твердооксидні паливні елементи цілком реальні. Якщо паливні елементи зможуть працювати за температури близько 500 °C замість 1000 °C, вони зможуть прослужити довше завдяки меншій деградації матеріалів. Це також допоможе їх здешевити, оскільки не будуть потрібні дорогі каталізатори. Дослідники впевнені, що в майбутньому ТОТЕ стануть більш практичними і широко використовуваними в галузі чистої енергетики.

Очікується, що це відкриття значно прискорить розробку іонних провідників, які необхідні для паливних елементів і парових електролізерів. Ці пристрої є ключовими компонентами "зеленої" енергетики в цілому.

Для довідки: паливний елемент — електрохімічне джерело струму, в якому електрорушійна сила виникає внаслідок електрохімічних процесів з активних речовин, що постійно надходять.

Раніше ми писали, що літієві акумулятори прослужать "століттями" завдяки спецпокриттю. Китайські дослідники розробили двошарове покриття, яке може підвищити довговічність літій-іонних акумуляторів високої ємності, вирішуючи проблеми, пов'язані з катодами з високим вмістом літію.