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.
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 |
Хайтек
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 метод производства цифрового света для&n... |
AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику | |
Электроны вращаются без электрического за... |
Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ | |
Новый программный комплекс представили ученые ... |
МАИ: Дроны-дефектоскописты уступают человеку в точности, зато берут скоростью | |
Методику создания синтетических данных для&nbs... |
Численное моделирование повысит эффективность 3D-печати из стали 316LSi | |
Морская нержавейка, или сталь 316LSi, шир... |
Создан особо пластичный алюминиевый сплав для высокотехнологичных отраслей | |
Новый сплав на основе алюминия создали ис... |
В НГУ разработали первые фильтры для технологии связи 6G | |
Уникальные фильтры для импульсной терагер... |
Nat. Nanotechnol: Разработан самоочищающийся электрод для синтеза пероксидов | |
Пероксиды металлов — MO₂, M=Ca, Sr,... |
В СПбГУ создали новые биоактивные молекулы с помощью золотого катализатора | |
Метод соединения двух простых веществ с п... |
AFM: Разработан материал для поглощения электромагнитных волн широкого спектра | |
Ультратонкий пленочный композитный материал, с... |
PRL: Доказана возможность открытия новых сверхтяжелых элементов | |
Уран — самый тяжелый из извест... |
NE: Новый жидкостный акустический датчик распознаёт голоса в шумной обстановке | |
Инженеры разработали множество сложных датчико... |
Science: Новый метод спектроскопии раскрывает квантовые секреты воды | |
Вода — это жизнь. Но водо... |
В ИРНИТУ создали первую партию инклинометров и объединили их в умную сеть | |
Сотрудники Центра маркшейдерских и геодез... |
Ученые УУНиТ создали первый отечественный станок для сухого электрополирования | |
Ученые Уфимского университета науки и тех... |
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 производных пирролизидина ... |
Advanced Materials: Созданы волокна в одежду для питания смартфона от тепла тела | |
Термоэлектрический материал, который можно исп... |
Ultrafast Science: Ученые успешно ускорили идентификацию молекул лазером | |
В 100 раз ускорили измерения спектроскопи... |
В УрФУ разработали технологию 3D-печати из жаропрочных титановых сплавов | |
Технологию создания жаропрочных сплавов на&nbs... |
Ученые ЮУрГУ предложили уникальную технологию повышения надежности сварки | |
Уникальную технологию повышения надежности сва... |
В Томском университете создали интегральные схемы для российских РЛС | |
Первый российский комплект интегральных схем д... |
Российские ученые приблизились к созданию искусственной сетчатки | |
Оптоэлектронный синапс — мемристор ... |
Экологичная замена полиэтиленовым упаковкам разработана в МГУ | |
Биоразлагаемый полимер — полипропил... |
CS: Создана технология производства компонентов для шампуней и лекарств | |
Исследователи из России и Китая разр... |
APN: Фотонные вычисления помогут продвинуться в области аналоговых вычислений | |
Дифференциальные уравнения с частными про... |
Ученые НИТУ МИСИС разработали магнитные микропровода для имплантатов и датчиков | |
Новые ультратонкие аморфные микропровода, кото... |
NP: Открыт новый метод, предлагающий решения для сложных задач визуализации | |
Новый метод вычислительной голографии позволяе... |
В Пермском Политехе усовершенствовали алгоритм оценки состояния оборудования | |
Для оценки состояния оборудования или все... |