2020年7月7日
在过去的几年里,燃料电池的研究已成为一个焦点在环保技术,因为他们高人一等的能力来存储和生产可再生能源和清洁燃料。
一个典型类型的燃料电池取得进展是proton-conducting燃料电池,这主要是由材料的氢离子(质子:H +),可以很容易地移动。欧洲杯足球竞彩
Proton-conducting材欧洲杯足球竞彩料提供许多优势常用燃料电池电解质组成oxide-ion导体,如更高的电导率和中间的温度较低,长寿命,并降低成本。
然而,只有数量有限的已知这种材料及其应用发展燃料电池已经在很大程度上仍在实验室欧洲杯足球竞彩规模。真正实现一个可持续的能源经济,新的质子导体与高导电性需要发现,可以让这些技术的低成本和高效的扩大。
科学家从东京科技和ANSTO着手解决这种需求,并在最近的一项研究中,发现了一个新的proton-conducting材料可能是代表整个家族的质子导体。
问题的材料的化学公式Ba5Er2Al2ZrO13和分类“六角perovskite-related氧化物。”领导这项研究的教授Masatomo Yashima,解释说:“质子导电氧化物通常通过跳跃发生氧化离子之间的质子。因此,晶体结构和氧化离子周围的当地环境产生巨大的影响可能的导电通路。这就解释了为什么高的质子导电率一直在报道只有数量有限的材料。”欧洲杯足球竞彩
Yashima教授和他的团队指出,Ba5Er2Al2ZrO13包含缺氧的结构层和质子电导率高于代表质子导体,它是由人为引入氧缺陷在某些材料的晶体结构。欧洲杯足球竞彩
他们意识到这种内在缺氧Ba5Er2Al2ZrO13可以给它一个显著优于传统的质子导体,消除他们的一个主要问题:他们的不稳定和合成组分均匀样本的困难。
他们进行了一系列的实验来阐明机制这个属性。初步调查显示,Ba5Er2Al2ZrO13质子电导率高在中间值和低的温度,是潜在的工业应用的关键。
在进一步实验,结果表明水分子(水)在空气中可以溶解到缺氧的层的晶体,在氧气从水中分离氢生产移动H +。这些H +在氧化物离子“跳”在缺氧的层,允许高质子导电率。
这种现象并不局限于这种特殊的材料。团队合成具有类似结构和其他材料的导电性进行了初步测试。欧洲杯足球竞彩
他们为Ba5Er2Al2ZrO13发现类似的结果。助理Taito村上博士研究的第一作者,解释说:“我们的研究结果表明,缺氧的层在六角perovskite-related氧化物可能是一个通用结构块,赋予质子导电率高。这些层可以发现在许多氧化物除了Ba5Er2Al2ZrO13。”
这一发现一个全新的内在高proton-conducting材料的范围,和质子传导率的机制,可以在这个领域研究的新视野。欧洲杯足球竞彩
詹姆斯·r·海丝特从ANSTO博士也参与了这项研究,备注:“我们的工作提供了一个潜在的战略设计优越的质子导体缺氧的层的基础上一些perovskite-related氧化物。”这项工作希望代表一个一步一个更清洁的未来。
来源:https://www.titech.ac.jp/english/