Инновационный материал для производства экосовместимых альтернативных энергетических ресурсов был разработан небольшой группой научных работников УрФУ. Исследователи говорят, что этот материал помогает сократить затраты времени и энергоресурсов на отработку топливных элементов. Итоги разработки опубликованы в научном журнале Европейского общества керамики.
Сегодня большинство мобильных электронных устройств и электротранспорта, такие как смартфоны, ноутбуки, электросамокаты, электровелосипеды, электромобили и легковые электромашины, требуют переодической подзарядки или замены источника энергии.
Сейчас наиболее распространены щелочные и кислотные аккумуляторы и батареи, но они содержат вредные вещества (например, свинец в кислотных, кадмий в щелочных), поэтому их нельзя просто выбросить, они требуют переработки на специализированных предприятиях.
Литийионные источники питания имеют ряд преимуществ, но они подвержены взрывам (поэтому их перевозка в самолетах ограничена). В свою очередь, запасы лития в земной коре ограничены и распределены неравномерно.
Есть и другая альтернатива кислотным, щелочным и литийионным источникам электроэнергии – это системы с топливными элементами, которые переводят химическую энергию топлива в электрическую.
По мнению научных работников Уральского федерального университета имени первого президента России Б.Н. Ельцина (УрФУ), класс твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ) наиболее интересен. Эти топливные элементы — одни из самых экологичных генераторов электроэнергии, которые обладают достаточно высоким КПД и позволяют использовать топливо разного состава.
Сотрудники УрФУ объяснили, что ТОТЭ имеет металлокерамичекский анод («плюс») и пористый оксидный катод («минус»), которые изготавливаются по различным технологиям. Для упрощения процесса производства ученые создают симметричные ячейки, где оба электрода одинаковы по составу и могут быть получены по одной и той же технологической схеме. Они уверены, что это снизит стоимость производства ТОТЭ и облегчит их техническое обслуживание, что приведет к их широкому применению.
«Мы создали материал на основе феррита лантана-бария, который показывает высокие показатели проводимости и низкие значения поляризационных сопротивлений в воздушной атмосфере, это ключевые характеристики для потенциальных материалов для ТОТЭ», — заметил глава лаборатории водородной энергетики УрФУ, Дмитрий Медведев.
Он подчеркнул, что во многих исследованиях стабильность характеристик материалов для симметричных топливных элементов оценивается только в окислительной атмосфере, в воздухе. Но исследователи из УрФУ выяснили, что их соединение также стабильно в восстановительной атмосфере, которая формируется при использовании водорода как топлива в ТОТЭ.
В дальнейшем команда исследователей намерена дальше повышать качество изученных ими соединений и создать полноразмерную ячейку ТОТЭ для проведения экспериментальных исследований.
Любое использование материалов допускается только с указанием источника infopovod.ru
