Методика обещает значительную экономию. Вот что известно об этом.
Японские исследователи разработали экспериментальную установку, которая решает одну из ключевых задач использования водородных топливных элементов в энергетике — высокую рабочую температуру. Существующие системы на основе водородного топлива, использующие твердооксидные топливные элементы (SOFC), функционируют при температуре от 700 до 800 градусов Цельсия. Это предъявляет очень высокие требования к материалам и увеличивает эксплуатационные расходы, что не позволяет широко применять эту технологию. Новая установка работает при температуре 300 градусов. Это достаточно высокий показатель, но он значительно ниже, чем у ее аналогов.
В водородных топливных элементах преобразование рабочего вещества в энергию и воду происходит при прохождении протонов через атомные структуры в кристаллической решетке основного материала. Чтобы снизить температуру установки, авторы исследования подбирали различные химические добавки, которые изменили свойства изучаемого комплекса, взаимодействуя с соответствующими кристаллами оксидов.
При этом для исследователей было важно сохранить баланс, поскольку некоторые добавки могут увеличивать количество подвижных протонов, проходящих через материал, что приводит к закупорке кристаллической решетки. Проведя различные испытания, ученые остановились на двух соединениях — станнате бария и титанате бария. При легировании скандием они обеспечивали рабочую температуру около 300 градусов по Цельсию без снижения эффективности.
Атомы скандия проявили такое взаимодействие с атомами кислорода, что образовали широкую и мягко вибрирующую молекулярную магистраль, которая позволила протонам перемещаться с необычно низким миграционным барьером. Понижение рабочей температуры сократит затраты и откроет возможности для систем потребительского уровня, приблизив водородную энергетику к повседневной жизни.
Фото: hi-tech.mail.ru