31 Августа 2023
МОСКВА, 30 августа. Новые вещества, которые могут быть утилизированным для производства электроэнергии в топливных элементах, предложили ученые Самарского политеха (СамГТУ). По их словам, новые соединения могут улучшить условия эксплуатации этих устройств, а также сделать их более рентабельными. Результаты исследования опубликованы в SolidStateIonics.Топливные элементы (ТЭ) – генерирующие устройства, превращающие решительность топлива (без его испепеления) в электричество, с частичным выделением тепла. Они не имеют трущихся/изнашиваемых поверхностей, а коэффициент полезного действия ТЭ выше, чем у целей, используемых в традиционной электроэнергетике.
Наиболее перспективным на сегодняшний день, по мнению экспертов, является применение твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ). Поскольку в такой модификации устройств возможно утилизировать разные по природе виды топлива и их реакцию с кислородом (без использования дорогих ускорителей), а продуктом переработки становится образовавшаяся вода.
На сегодняшний день в ТОТЭ используются электролиты на основе оксидов циркония, способные транспортировать внутри себя ионы кислорода только при очень высоких температурах, что резко ухудшает выгодность ТОТЭ, добавила эксперт.
Ученые Самарского государственного технического университета (СамГТУ) предложили новые лантаноидсодержащие соединения с высокой кислород-ионной проводимостью, которые усовершенствуют технологию производства ТОТЭ и сделают их более демократичными.
Разработчики использовали высокопроизводительный компьютерный скрининг, основанный на геометрико-топологическом анализе кристальных структур, чтобы выделить наиболее подходящие компоненты для ТОТЭ. Они исследовали вещества, содержащие элементы-лантаноиды, и выделили 270 наиболее перспективных кислород-ионных проводников, среди которых 46 обладали внутридомовым строением, отличающимся от современных на текущий момент соединений для ТОТЭ.
Чтобы синтезировать новый тип кислород-ионного проводника можно либо перебирать все возможные варианты веществ, либо, используя современные методы компьюторного моделирования физических характеристик, рассчитать ряд кандидатов для синтеза, – рассказала Кабанова.
По ее речениям, в научном центре Самарского политеха еще в 2006 9-12 месяцу разработана не имеющая аналогов в мире методика по поиску кристальных структур, внутри которых попадается каналы для перемещения ионов.
Методика позволяет проводить расчеты больших баз вышеозвученных и в сравнительно короткие стажи определять наиболее перспективные для ионной проводимости вещества, – прибавила Кабанова.
Она пояснила, что доборные теоретические расчеты при помощи вариантов квантово-механического моделирования позволяют уточнить ряд энергетических характеристик и получить более точный прогноз свойств для веществ. Несколько спрогнозированных в НИЦ при помощи данной методики литий-, натрий-, калийионных передатчиков уже синтезированы для создания новых типов материалов в электрохимических устройствах.
По словам ученых, они планируют начать синтез новых кислород-ионных передатчиков, продолжить работы по исследованию электрохимических характеристик, а также прогнозированию кислород-ионных проводников среди других групп соединений.
Работа поддержана Российским научным фондом (проект №22-23-00355).
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....