В России нашли способ снизить стоимость топливных элементов

Новый материал с уникальными свойствами, необходимыми для создания более эффективных топливных элементов, нашли ученые Самарского политеха.

По их словам, соединение отличается от применяемых аналогов относительно низкой стоимостью. Результаты опубликованы в The Journal of Physical Chemistry С.

Топливные элементы (ТЭ) – относительно мобильные системы, производящие электроэнергию и тепло.

По словам ученых, они способны как заменить генератор в туристическом походе, так и сыграть роль силовой установки мегаваттного класса.

Энергия в них извлекается за счет электрохимического взаимодействия газа-топлива и газа-окислителя через твердый электролит.

В качестве окислителя в наиболее перспективных водородно-воздушных ТЭ используется атмосферный кислород, который в процессе работы элемента реагирует c водородом, образуя воду.

Для эффективной работы элемента электролит должен обладать высокой анионной проводимостью и не обладать никакой другой.

Сегодня наиболее распространенными материалами электролита является стабилизированный оксидом иттрия диоксид циркония либо перовскиты, отметили ученые.

Команда химиков Самарского политеха вместе с коллегами путем суперкомпьютерного моделирования выявила новое вещество с нужными для ТЭ свойствами – магноколумбит MgNb2O6. По их словам, соединение отличается от применяемых электролитов относительно низкой стоимостью.

"Магноколумбит обладает только анионной проводимостью. Таких материалов известно очень немного, и найденный нами является перспективным кандидатом для развития технологий ТЭ", – рассказал старший научный сотрудник лаборатории математического моделирования материалов Самарского политеха Артем Кабанов.

Как объяснили авторы работы, анионная проводимость обусловлена наличием дефектов в кристаллической решетке, из-за которых более подвижные ионы "перескакивают" на вакантную позицию поблизости, освобождая собственную.

Как подчеркнули ученые, на стадии компьютерного моделирования применялась уникальная методика, разработанная ранее в Самарском политехе.

Экспериментальный анализ, по их словам, полностью подтвердил исключительные свойства магноколумбита и его модификаций, спрогнозированные теоретически.

"Реакция в ТЭ идет только при высокой температуре, поэтому электролит должен быть устойчив к ней. Магноколумбит в этом аспекте показал себя не хуже перовскитов или соединения на основе циркония и иттрия. Кроме того, магноколумбит устойчив к агрессивной среде топливного элемента и обладает подходящим коэффициентом линейного расширения", – отметил Артем Кабанов.

Применение магноколумбитов возможно не только в топливных элементах, но и, например, в датчиках-анализаторах газов, сообщили ученые.

Исследование проводилось совместно со специалистами из МНИЦТМ, Института химии Коми научного центра УрО РАН и Института высокотемпературной электрохимии УрО РАН. Работа поддержана грантом РНФ, проект №19-73-10026 П.

В дальнейшем научный коллектив намерен продолжить разработки в области топливных элементов и подготовить электролит на основе магноколумбита к индустриальной реализации.

Ссылка: https://ria.ru/20230405/nauka-1862701952.html 

Новости
Иранские военные попытались захватить беспилотный катер ВМС США
31.08.2022
Обозреватели издания The Drive рассказали, что иранские военные попытались захватить американский беспилотный катер Saildrone Explorer. Сообщается что, что инцидент произошёл 29 августа около 23:00 в Персидском заливе.
Фотографии разбитой техники ВСУ на Николаево-Херсонском направлении опубликованы в Сети
31.08.2022
Российские военные сорвали попытку украинских националистов перейти в «контрнаступление» на Николаево-Херсонском направлении, при этом противник потерял большое количество бронированной и автомобильной техники, а также понес значительный урон в живой силе.
Украинское издание «Страна» сообщило об ударах ВС из РФ по объектам военной инфраструктуры
31.08.2022
Вооруженные силы Российской Федерации в ходе спецоперации продолжают наносить удары по объектам военной инфраструктуры Украины. Украинские СМИ пишут, что в над городом Харьков были обнаружены российские ракеты.
Удар по администрации Энергодара был нанесен беспилотником ВСУ американского производства
31.08.2022
По зданию администрации города Энергодар нанес удар беспилотник-камикадзе ВСУ американского производства. Об этом заявил глава военно-гражданской администрации Запорожской области Евгений Балицкий.
В Белоруссии был заснят эшелон с десятками танков без опознавательных знаков
31.08.2022
В городе Борисов Минской области местные жители засняли большую колонну военной техники, включающую в себя десятки танков, бронетранспортёров и ЗРПК. Местные указали, что эта бронетехника была отремонтирована на заводе Борисова и сейчас отправляется на юг страны.
МО Украины после провала контратаки ВСУ на Херсон ужесточает цензуру
31.08.2022
Киевское командование после провала контратаки на Херсон ужесточает цензуру для СМИ. Как сообщает Ufanotes.ru со ссылкой на "Военное Обозрение", украинские военные разработали специальную методичку, в которой указывалось, что можно писать, а что нельзя.
RusVesna: вторая попытка контрнаступления ВСУ на Херсон провалилась
31.08.2022
Россия продолжает проведение специальной военной операции (СВО) на Украине. Стало известно о провале второй попытки контрнаступления украинской армии на Херсонском направлении. Подразделения противника начали наступление 30 августа, однако были встречены мощным огнем российской армии.