Учёные Уральского федерального университета совместно с коллегами из Университета Осло (Норвегия) разработали инновационный материал, который может применяться в качестве эталона при оценке новых электродных материалов, сообщает 30 апреля пресс-служба вуза.

Изначально композит был получен из порошков двойного перовскита и оксида церия, содержащего добавку оксида самария, где первое вещество является смешанным ионно-электронным проводником, а второе — твердым кислород-проводящим электролитом.

Совместно с коллегами из Университета Осло (Норвегия) была усовершенствована модель: в их подходе твердым электролитом служит не оксид церия, а продукт реакции — церат бария.

«Химического взаимодействия на границе между двойными перовскитами и цератом бария нет. Таким образом, вместо электрода для ТОТЭ (катодного материала в твердооксидных топливных элементах) с кислород-проводящим электролитом мы создали хороший электрод для протон-проводящих топливных элементов», — пояснил руководитель исследовательского коллектива, кандидат химических наук, доцент кафедры физической и неорганической химии УрФУ Дмитрий Цветков.

Благодаря удачному сочетанию различных свойств материал, разработанный уральскими и норвежскими учеными, стал своеобразным эталоном, с которым в настоящее время сравнивают все вновь получаемые электродные материалы для протон-проводящих твердооксидных топливных элементов.

ТОТЭ (англ. Solid-oxide fuel cells, SOFC) — экологичные устройства с высоким, до 70%, КПД, в которых энергия химической реакции окисления топлива непосредственно преобразуется в электроэнергию. Электролитом в ТОТЭ является твердый оксид, обладающий кислород-ионной проводимостью. Ионы кислорода, образующиеся при высокой температуре (700−900 градусов Цельсия) на катоде, при работе элемента проходят через слой электролита и вступают в реакцию с водородом на аноде. При этом во внешней цепи возникает электрический ток.

Высокие рабочие температуры являются основной проблемой в данной технологии: необходимость использования уникальных и дорогостоящих керамических материалов ведет к значительному удорожанию твердооксидных топливных элементов. Ученые мира решают задачу снижения рабочих температур, что откроет возможность применения более распространенных и дешевых материалов и, как следствие, снизит затраты на производство энергии.

Читайте также: Учёные УрФУ разработали эффективную технологию извлечения скандия