Новый способ, повышающий эффективность протонпроводящей керамики, разработали ученые России, Китая и Германии, 15 ноября сообщает пресс-служба Уральского федерального университета (УрФУ).

Новый способ «открывает новые возможности в создании и исследовании протонпроводящей керамики».

«…Во-первых, (этот способ — прим. ИА Красная Весна) позволяет создавать такие материалы в больших масштабах (с помощью спекающей добавки), а во-вторых, улучшит проводящие свойства электролитов и таким образом повысит производительность устройств для преобразования энергии», — говорится в сообщении учебного заведения. Подробности способа опубликованы в октябре 2023 года в журнале Advanced Functional Materials.

Суть метода в том, что оксид меди добавляется в станнат бария, благодаря чему удается снизить температуру спекания материала.

«Станнат бария — это относительно новый класс протонпроводящей керамики со структурой перовскита», — поясняют в УрФУ. Подобные материалы используются «в качестве сверхпроводников, ионных проводников, магнитных, сегнетоэлектрических материалов и в качестве компонентов солнечных панелей».

Кроме того, такие материалы перспективны «для использования в твердооксидных топливных элементах (ТОТЭ), электролизерах (ТОЭ) для водородной энергетики и многих других сферах».

«Станнат бария, модифицированный иттрием, привлекателен для исследователей благодаря высокой подвижности носителей заряда, химической и температурной стабильности, оптической прозрачности. Причем все эти характеристики легко оптимизировать, если ввести в материал разные элементы», — рассказал инженер-исследователь лаборатории водородной энергетики УрФУ Георгий Старостин.

Исследование проводилось на уникальной установке, собранной учеными самостоятельно. Эта установка позволяет исследовать свойства керамических, включая протонных, электролитов.

Участие в исследовании приняли специалисты УрФУ, Института высокотемпературной электрохимии (ИВТЭ) УрО РАН, Гонконгского университета науки и технологии и Байройтского университета в Германии. Финансовая поддержка оказывалась в рамках программы «Приоритет 2030» (стратегический проект «Материалы и технологии для водородной и ядерной энергетики» УрФУ).

«Работа подготовлена в рамках бюджетных планов лаборатории водородной энергетики УрФУ и ИВТЭ УрО РАН на базе Центра коллективного пользования „Состав вещества“», — уточняется в сообщении.

Отметим, протонпроводящая керамика используется в топливных элементах, электролизерах, солнечных батареях, датчиках и сенсорах. Однако существующие типы материала обладают низкой химической устойчивостью.