Ученые синтезировали материал для топливных элементов

ТОТЭ могут быть использованы в двигателях автомобилей или космической промышленности для снижения выброса углеводорода в окружающую среду. Топливные элементы на основе нового материала, разработанного учеными, потенциально экономически выгодны для производства и могут демонстрировать более высокую электрическую проводимость.

Получить новый материал ученым позволил метод изовалентного допирования. Его впервые применили для улучшения свойств исследуемого вещества. Оказалось, что именно благодаря этому методу достигаются высокие показатели. Изовалентное допирование означает замещение части атомов исходной структуры на атомы другого химического элемента той же валентности. В данном случае за основу взят индат бария-лантана (соединение бария, лантана, индия и кислорода), где ученые заместили половину атомов индия на иттрий.

«Твердотельные протонные проводники, которые могут применяться в ТОТЭ, внедряют в себя протоны из влажного воздуха, то есть из воды, содержащейся в нем. Иттрий обладает большим радиусом, по сравнению с индием, и при введении как бы „раздвигает“ кристаллическую решетку исходного материала. Это позволяет измененной решетке „аккумулировать“ в два раза больше протонов из увлажненной атмосферы», — рассказывает соавтор исследования доцент кафедры физической и неорганической химии УрФУ Наталия Тарасова.

Материалы на основе индата бария-лантана с блочно-слоевой структурой являются уникальной разработкой уральских ученых. До их открытия в качестве протонных проводников изучали в основном материалы со структурой перовскита (титаната кальция).

Результаты исследования опубликованы в международном журнале, посвященном вопросам водородной энергетики International Journal of Hydrogen Energy.
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0360319922016585

Источник: https://urfu.ru/ru/news/41997/