AENM: Создан новый метод синтеза для снижения температуры спекания электролитов

Новый метод синтеза электролитов разработали учёные из Центра исследований материалов для водородной энергетики Корейского института науки и технологий KIST под руководством доктора Хо-Ил Цзи.

Он позволяет снизить температуру спекания, необходимую для уплотнения электролита в протонных керамических элементах нового поколения.

Твердооксидные элементы (SOC) могут производить электричество в режиме топливного элемента и водород в режиме электролиза. Они работают при высоких температурах свыше 600 °C, обеспечивая более высокую эффективность преобразования энергии. Но их производство стоит дорого, так как требуются материалы, выдерживающие высокие температуры. Кроме того, характеристики ТОЭ со временем ухудшаются из-за термического износа.

Недавно появились проточные керамические элементы (PCC) — устройства нового поколения для преобразования энергии. В отличие от обычных электролитов, PCC переносят более мелкие ионы водорода, обеспечивая высокую ионную проводимость.

Однако есть проблема: для получения электролита для PCC требуется спекание при температуре свыше 1 500°C. Во время этого процесса происходит испарение или осаждение компонентов, что ухудшает свойства электролита. Это основное препятствие для коммерциализации PCC.

Исследовательская группа разработала новый метод синтеза электролитных материалов, чтобы снизить температуру спекания.

Обычно электролит для протонных керамических ячеек производят путём спекания порошка из одного соединения. Но при добавлении примесей для снижения температуры спекания примеси остаются в электролите и снижают плотность мощности ячейки.

Учёные выяснили, что если синтезировать порошок из двух разных соединений с помощью низкотемпературного синтеза, то в процессе спекания образуется одно соединение с хорошими спекающими свойствами. Оно доводит реакцию до однофазного состояния. Это позволяет снизить температуру спекания до 1400 °C без добавок.

Электролит из протонной керамики, созданный по новой технологии, образует плотную мембрану даже при низких температурах. Это улучшает электрохимические свойства ячейки.

В реальных ячейках из протонной керамики этот электролит показал высокую протонную проводимость — плотность мощности 950 мВт/см² при 600 °C. Это примерно вдвое больше, чем у существующих ячеек.

Ожидается, что новый процесс позволит сократить время производства и улучшить характеристики керамических электролитов. Исследовательская группа планирует использовать этот метод для создания ячеек большой площади с целью коммерциализации протонных керамических ячеек.

Доктор Цзи из KIST сообщил, что они решили проблему хронического спекания при производстве протонных керамических ячеек.

Если получится разработать технологию большой площади, то можно будет эффективно управлять энергией: производить зелёный водород с помощью электролиза и розовый водород, используя отработанное тепло атомных электростанций.

Результаты опубликованы в Advanced Energy Materials.

10.10.2024


Подписаться в Telegram



Хайтек

В ТПУ создали многоразовые накопители водорода из отечественного сырья
В ТПУ создали многоразовые накопители водорода из отечественного сырья

Более дешевые металлогидридные накопители водо...

Новый подход к производству цифрового света решает проблемы 3D-печати
Новый подход к производству цифрового света решает проблемы 3D-печати

Новый метод производства цифрового света для&n...

AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику
AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику

Электроны вращаются без электрического за...

Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ
Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ

Новый программный комплекс представили ученые ...

В НГУ разработали первые фильтры для технологии связи 6G
В НГУ разработали первые фильтры для технологии связи 6G

Уникальные фильтры для импульсной терагер...

Ученые КФУ выяснили, как дефекты в полупроводниках влияют на свет
Ученые КФУ выяснили, как дефекты в полупроводниках влияют на свет

Физическая модель, которая описывает взаимодей...

Новый метод синтеза лекарств открыли российские химики
Новый метод синтеза лекарств открыли российские химики

Новый метод синтеза производных пирролизидина ...

Advanced Materials: Созданы волокна в одежду для питания смартфона от тепла тела
Advanced Materials: Созданы волокна в одежду для питания смартфона от тепла тела

Термоэлектрический материал, который можно исп...

В Томском университете создали интегральные схемы для российских РЛС
В Томском университете создали интегральные схемы для российских РЛС

Первый российский комплект интегральных схем д...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

ES&T: Волокна на биооснове изводят земляных червей быстрее, чем полиэфирные
ES&T: Волокна на биооснове изводят земляных червей быстрее, чем полиэфирные
Nature Astronomy: Красные карлики тоже обогащают Вселенную
Nature Astronomy: Красные карлики тоже обогащают Вселенную
NPJ Microgravity: Микрогравитация усиливает способность клеток регенерировать
NPJ Microgravity: Микрогравитация усиливает способность клеток регенерировать
Созданная в МГУ ИИ-система для прогнозирования доз инсулина требует доработки
Созданная в МГУ ИИ-система для прогнозирования доз инсулина требует доработки
Palaeontology: Птицу ужаса, останки которой нашли в Южной Америке, съел кайман
Palaeontology: Птицу ужаса, останки которой нашли в Южной Америке, съел кайман
NatElec: Нанотранзисторы преодолеют ограничения кремниевых полупроводников
NatElec: Нанотранзисторы преодолеют ограничения кремниевых полупроводников
Открыта связь депрессии с нарушением формирования функциональной сети мозга
Открыта связь депрессии с нарушением формирования функциональной сети мозга
На Урале предложили высаживать коноплю для поглощения углекислого газа
На Урале предложили высаживать коноплю для поглощения углекислого газа
Nature Chemistry: Протоклетки помогут биохимикам понять, как зародилась жизнь
Nature Chemistry: Протоклетки помогут биохимикам понять, как зародилась жизнь
В Воронеже разработали новый метод извлечения коллагена из кожи пресноводных рыб
В Воронеже разработали новый метод извлечения коллагена из кожи пресноводных рыб
В ТПУ создали многоразовые накопители водорода из отечественного сырья
В ТПУ создали многоразовые накопители водорода из отечественного сырья
Новый подход к производству цифрового света решает проблемы 3D-печати
Новый подход к производству цифрового света решает проблемы 3D-печати
Простой анализ крови поможет предотвратить преэклампсию у рожениц
Простой анализ крови поможет предотвратить преэклампсию у рожениц
Cancer: Аэробные упражнения рассеивают туман в мозге, вызванный химиотерапией
Cancer: Аэробные упражнения рассеивают туман в мозге, вызванный химиотерапией
Искусственный «нос» может учуять испорченные фрукты и испорченное мясо
Искусственный «нос» может учуять испорченные фрукты и испорченное мясо

Новости компаний, релизы

Международные эксперты оценили разработанную для нижегородского завода технологию
На старт! Внимание! MITEX!
Фестиваль научных театров «Наука всем!» прошёл в Санкт-Петербурге
Всероссийский исторический кроссворд собрал 15 тысяч участников
«Вертолеты России» представили на саммите БРИКС Ми-171А3 AURUS, Ми-38 и модернизированный Ансат