При различном количестве добавок он подойдет для электролитов, электродов и конвертеров
Сотрудники института водородной энергетики УрФУ и Института высокотемпературной электрохимии УрО РАН создали перспективный материал для устройств водородной энергетики — топливных элементов и электролизеров, сообщает пресс-служба Уральского федерального университета.
Новый материал обладает высокой протонной проводимостью и необычными свойствами (зависят от степени допирования), благодаря которым его можно использовать в качестве электролита (при высоком уровне допирования) и электрода (при низких уровнях допирования) в твердооксидных топливных элементах и электролизерах. Описание нового материала и результаты исследования представлены в Journal of Power Sources.
«Мы синтезировали электролитный материал с перовскитной структурой на основе станната бария. Модифицирование станната бария различным количеством иттрия позволило получить материалы с любопытными свойствами. При высоких степенях замещения олова на иттрий материалы являются ионными (протонными) проводниками, что позволяет рассматривать их в качестве перспективных электролитов. В то же время введение малого количества иттрия в состав приводит к возникновению выраженного электронного транспорта, позволяя использовать данные материалы в качестве электродов для тех же электрохимических устройств, как ТОТЭ, так и электролизеров, либо открывает широкие возможности для применения в электрохимических конвертерах, в частности для кислород-, водород- и водопроницаемых мембран», — объясняет суть работы соавтор, инженер-исследователь научной лаборатории водородной энергетики УрФУ Георгий Старостин.
Материалы на основе станната бария используются в качестве сенсора для определения аммиака, формальдегида, этанола и некоторых других газов. Также они нашли применение среди электродов для солнечных батарей, пассивных или активных компонентов в оптоэлектронике. Цель же уральских химиков — получить на основе станната бария составы с новыми свойствами, которые подойдут для электролитных систем с улучшенными характеристиками, необходимыми для электрохимических устройств, например, повышенным уровнем ионной электропроводности.
«Поиск новых электролитных материалов с улучшенными функциональными возможностями остается важным направлением современного материаловедения и высокотемпературной электрохимии. Подбирать оксидные материалы с выраженной протонной проводимостью крайне важно, так как они используются для создания электрохимических устройств, крайне эффективно преобразовывающих энергию. И станнат бария — перспективный материал в этом плане», — добавляет Георгий Старостин.