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
Nature Methods: Ученые добились нанометрового разрешения с обычным микроскопом | |
Более простой и недорогой способ получени... |
PRL: Свет помог визуализировать магнитные домены квантовых антиферромагнитов | |
Визуализировать с помощью света магнитные... |
Science: Найден святой грааль для каталитической активации алканов | |
Новый метод активации алканов, разработанный и... |
AENM: Создан новый метод синтеза для снижения температуры спекания электролитов | |
Новый метод синтеза электролитов разработали у... |
Advanced Science: Разработан клей, отлично схватывающий во влажных условиях | |
Учёные разработали новый клей, вдохновлённые о... |
Advanced Science: Ученые предложили освободить мозг роботов для сложных задач | |
Инженеры придумали, как передавать робота... |
Открыт метод 3D-полимеризации с использованием маломощных лазерных осцилляторов | |
Прямая лазерная запись, LDW, с использова... |
SciAdv: Состоялась первая успешная демонстрация двухмедийной NV-лазерной системы | |
Измерение крошечных магнитных полей, таких как... |
В ПНИПУ нашли способ сохранить данные после тестов высокотехнологичных изделий | |
Стендовые испытания — важный этап р... |
Advanced Materials: ИИ ускоряет открытие энергетических и квантовых материалов | |
Новый инструмент на основе искусственного... |
В КНИТУ получили суперконструкционный полимер для медицины | |
Учёные сразу нескольких кафедр КНИТУ вместе с&... |
CS: Уменьшена зависимость между прочностью и возможностью переработки полимеров | |
Исследователи из Университета Осаки созда... |
В ТПУ синтезировали чистый диборид титана для ядерных реакторов | |
Учёные молодёжной лаборатории ТПУ создали... |
В МИФИ придумали, как создать более чувствительные датчики магнитного поля | |
Метод измерения магнитного поля на основе... |
Казанские физики нашли способ прогнозировать вязкость нефти | |
Учёные Института физики Казанского федеральног... |
AP: Архитектура diffraction casting вдохнет жизнь в оптические вычисления | |
Для работы искусственного интеллекта и др... |
В ПНИПУ создали модель для оптимизации термомеханической обработки материалов | |
Термомеханическая обработка металлов и сп... |
Учёные СПбГЭТУ «ЛЭТИ» усовершенствовали робота-художника | |
Учёные разработали новые алгоритмы, которые по... |
Пермские учёные нашли способ повысить надёжность аэродинамической поверхности | |
В аэрокосмической сфере используют сенсорную т... |
Science Advances: Найден новый способ увеличить эффективность солнечных батарей | |
Учёные в области материаловедения и ... |
Optics Letters: С помощью ЖК-структур созданы универсальные бифокальные линзы | |
Исследователи создали новый тип бифокальн... |
MIT: В помощь роботам создан метод для обнаружения нужных объектов | |
Недавно разработанный в MIT метод под&nbs... |
Nature BE: Прорыв в медицинской визуализации улучшит диагностику рака и артрита | |
Новый ручной сканер, который может быстро созд... |
Магнитный бутерброд может сделать электронику мощнее и энергоэффективнее | |
Учёные ищут способы сделать компьютеры мощнее ... |
Кубический азот высокой плотности синтезировали при атмосферном давлении | |
Материалы высокой энергетической плотности на&... |
Nature Physics: Открытие монополей углового момента поможет развитию орбитроники | |
Монополи орбитального углового момента вызываю... |
Light: Science & Application: Открытие поможет применять волоконные лазеры | |
Сложные системы, такие как климатические,... |
Advanced Science: На основе зубной пасты создан съедобный транзистор | |
Транзистор на основе зубной пасты создала... |
В ПНИПУ разработали модель для оптимизации применения оптоволокна в медицине | |
При некоторых операциях, а также в л... |
APL Materials: Ученые впервые оценили тепловые эффекты в спинтронике | |
Спинтроника охватывает устройства, которые исп... |