Исследователи из Самарского государственного технического университета (СамГТУ) совместно с коллегами из других городов разработали новые материалы, которые могут быть использованы в мощных аккумуляторах при более низких температурах, чем существующие аналоги. Об этом сообщила пресс-служба СамГТУ.
В ходе исследования были проанализированы свойства новых кислород-проводящих материалов. Исследование проводилось совместно с учёными из МГУ имени М. В. Ломоносова, Института проблем химической физики РАН и Уральского федерального университета.
Целью исследования было найти материалы, которые могли бы использоваться в твердооксидных топливных элементах (ТОТЭ) и вступать в реакцию при более низких температурах, чем ранее известные материалы.
Как пояснили в университете, в ТОТЭ преобразование и хранение электрической энергии происходит с помощью материалов с высокой кислород-ионной проводимостью, которая возможна при температурах выше 900 градусов Цельсия.
Учёные провели детальное исследование потенциально подходящих материалов для ТОТЭ, измеряя их проводимость при различных давлениях и в широком диапазоне температур в сухой и влажной среде.
В результате исследования были обнаружены материалы, которые показали термическую и химическую стабильность во всех температурных режимах. Кроме того, было установлено, что в образцах присутствует смешанная электрон-ионная проводимость, которая достигала высоких значений при температурах ниже 800 градусов.
Доцент кафедры «Общая и неорганическая химия» СамГТУ Елизавета Морхова пояснила, принцип работы обычных металл-ионных аккумуляторов и ТОТЭ очень похож. В обоих случаях используются проводящие кристаллические неорганические материалы. Однако в аккумуляторах проводимость достигается за счёт диффузии катионов, а в ТОТЭ — за счёт диффузии кислород-анионов. В отличие от аккумуляторов, работающих в условиях окружающей среды, в ТОТЭ этот процесс возможен только при высоких температурах .
ТОТЭ — это крупные и мощные устройства для хранения электрической энергии, способные накапливать заряд на тысячи часов. Они используются в качестве источников питания для вышек мобильных операторов, жилых зданий, военной и космической техники.