Учёные Самарского государственного технического университета (СамГТУ) совместно с коллегами из других городов обнаружили новые материалы, которые эффективно работают в мощных аккумуляторах при более низких температурах, чем существующие аналоги. Об этом сообщила пресс-служба СамГТУ.
Исследователи из СамГТУ, МГУ им. М.В. Ломоносова, Института проблем химической физики РАН и Уральского федерального университета провели анализ свойств новых кислород-проводящих материалов. Их целью было найти соединения, которые могли бы использоваться в твердооксидных топливных элементах (ТОТЭ) и вступать в необходимые реакции при температурах ниже, чем у известных ранее материалов.
ТОТЭ преобразуют и хранят электрическую энергию с помощью материалов, обладающих высокой кислород-ионной проводимостью. Однако такая проводимость обычно достигается только при температурах выше 900 градусов Цельсия. Учёные провели детальное исследование, измеряя проводимость потенциальных материалов при различных давлениях и в широком диапазоне температур как в сухой, так и во влажной атмосфере.
Обнаруженные материалы продемонстрировали термическую и химическую стабильность во всех исследованных режимах. Кроме того, учёные выявили, что образцы обладают смешанной электрон-ионной проводимостью, которая достигает высоких значений уже при температурах ниже 800 градусов Цельсия.
«Принцип работы обычных металл-ионных аккумуляторов и ТОТЭ очень схож. В обоих случаях используются проводящие кристаллические неорганические материалы. Однако в аккумуляторах проводимость обеспечивается за счёт диффузии катионов, а в ТОТЭ — за счёт диффузии кислород-анионов. В отличие от аккумуляторов, работающих в условиях окружающей среды, в ТОТЭ этот процесс возможен только при высоких температурах», — пояснила Елизавета Морхова, доцент кафедры «Общая и неорганическая химия» СамГТУ.
ТОТЭ представляют собой крупные и мощные устройства для хранения электрической энергии, способные накапливать заряд на тысячи часов. Они применяются в качестве источников питания для вышек мобильных операторов, жилых зданий, а также в военной и космической технике.
Открытие новых материалов может значительно повысить эффективность и снизить эксплуатационные затраты таких устройств, расширив их применение в различных отраслях.
Новости Тольятти
Леонид Слуцкий предложил создать центры профориентации для ветеранов в сфере производства БПЛА
Самарские ученые запатентовали лазерный метод экспресс-диагностики пародонтита
Губернатор Самарской области назначил Юрия Козаренко помощником по беспилотным авиационным системам