在新材料发现后,效率更高的燃料电池有望问世

一种新材料,在能源部的橡树岭国家实验室可能为更高效的燃料电池开辟一条道路。

离子导电材料的分子模型显示,在两层之间的界面上有大量的空穴,形成了离子可以通过的开放通道。

该材料是由西班牙研究人员开发的一种超晶格,将室温附近的离子导电性提高了近1亿倍,代表着“离子导电性能的巨大提高”,ORNL材料科学和技术部门的Maria Varela说,他与高级研究员斯蒂芬·彭尼库克一起描述了材料的结构。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

该分析是用ORNL的300千伏z -对比度扫描透射电子显微镜完成的,该显微镜可以达到近0.6埃的畸变校正分辨率,这是最近的一项世界纪录。直接图像显示了晶体结构,这说明了材料的导电性。

“这太不可思议了,”瓦雷拉说。“我们可以看到张力,但仍然有序的界面结构,为离子的传导打开了一条宽阔的道路。”

固体氧化物燃料电池技术需要离子导电材料——固体电解质——允许氧离子从阴极移动到阳极。欧洲杯足球竞彩然而,现有的材料还没有提供足够大的原欧洲杯足球竞彩子尺度的空隙来轻松容纳传导离子的路径,而传导离子比电子等要大得多。

“新的层状材料通过结合两种晶体结构非常不同的材料解决了这个问题。欧洲杯足球竞彩不匹配引发了它们界面上原子排列的扭曲,并创造了离子可以轻松通过的路径,”Varela说。

其他燃料电池材料迫使离子通过狭窄欧洲杯足球竞彩的路径,离子占据的空间很少,从而减慢了它们的进程。瓦雷拉说,这种新材料并没有强迫离子从一个孔跳到另一个孔,而是“有大量的空位需要占用”,因此离子可以更快地移动。

与以前的燃料电池材料不同,这种新材料必须达到高温才能欧洲杯足球竞彩传导离子,并在室温附近保持离子导电性。高温一直是燃料电池技术开发人员的主要障碍。

与西班牙马德里大学和马德里政治大学合作的研究团队生产了该材料,并观察了其卓越的导电性能,但是,直到将这种材料置于ORNL的超高分辨率显微镜下,人们才知道这种材料的结构特征能够很好地传导离子。

这篇论文是马德里大学和奥尔纳大学研究人员的合作,今天发表在《科学》杂志上。欧洲杯线上买球

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