Новое исследование, проведенное учеными из Массачусетского технологического института, способно существенно улучшить эффективность топливных элементов, которые считаются альтернативой обычным аккумуляторам для приведения в действие всего, от электроники до автомобилей.

Топливные элементы вырабатывают электричество, комбинируя водород или углеводород с кислородом. Однако наиболее эффективные типы под названием твердые оксидные топливные элементы, имеют недостатки, которые ограничивают их полноценность, включая рабочие температуры свыше 700 градусов по Цельсию (около 1300 по Фаренгейту). И вот теперь ученые распутали многообещающие свойства структуры альтернативного материала для использования в качестве ключевого компонента указанных устройств.

Новая структура — «суперрешетка» двух чередующихся компонентов — способна служить одним из двух электродов топливного элемента. Комплексный материал, обнаруженный примерно 6 лет назад и известный как LSC113/214, состоит из оксидов лантана, стронция и кобальта. И если один оксид уже известен как перспективный материал для электродов, то их комбинация является намного более мощной и эффективной для кислородной деполяризации.

Считалось, что ключевыми являются интерфейсы между оксидами. Однако до сих пор никто не мог наблюдать свойства интерфейса LSC113/214 в действии, с достаточно хорошей разрешающей способностью, чтобы выяснить, чем он так хорош.

Кислородная деполяризация — одна из двух основных реакций в топливном элементе, и единственная, которая ограничивает общую производительность, а потому поиск более совершенных материалов для этой реакции может стать ключевым прогрессом для топливных элементов. Результаты исследования опубликованы в издании Advanced Energy Materials.

Профессор Билдж Илдиц пояснил, что LSC113/214 является „исключительным примером“ материала с чрезвычайно высокой реактивностью к деполяризации кислорода. Новые результаты, которые объясняют, почему он действует столь эффективно, могут привести к дальнейшей оптимизации или открытию других материалов, которые способны действовать еще лучше.