Top.Mail.Ru
Новости

В Перми создали доступный материал для эффективных водородных топливных элементов

12 августа 2025

Ученые Пермского политеха разработали новый материал для водородного твердооксидного топливного элемента — устройства, которое преобразует химическую энергию водорода в электричество.

Исследователи создали материал для электролита, который в таких топливных элементах представляет собой многослойную керамику. Она пропускает ионы кислорода и не пропускает электроны, за счет чего происходит химическая реакция — до 70% энергии водорода переходит в электричество и 30% теряется в виде тепла.

Если керамика некачественная, ионы преодолевают ее хуже, элемент работает менее эффективно и может перегреться. Со временем керамика может трескаться, в том числе от перепадов температуры. Обычно для увеличения качества и долговечности керамики в ее состав добавляют дорогостоящие компоненты — например, платину или иттрий-стабилизированный цирконий.

Ученые предложили использовать диоксид церия с добавками редкоземельных металлов (самария, иттрия, неодима и гадолиния): он доступнее и эффективнее. Материал для электролита изготовили простым способом — глицин-нитратным методом, когда соли металлов смешивают с аминокислотой глицином, нагревают, смесь вспыхивает и превращается в однородную керамику с нужными свойствами.

Диоксид церия хорошо проводит ионы кислорода, что критично для работы твердооксидного топливного элемента, а редкоземельные добавки улучшают его свойства: создают дефекты в кристаллической решетке, облегчая движение ионов, повышают стабильность при перепадах температур и снижают рабочую температуру. В результате материал получается доступнее и эффективнее аналогов. 

Никита Фаустов, ассистент кафедры «Химия и биотехнология» Пермского политеха

Никита Фаустов

Ассистент кафедры «Химия и биотехнология» Пермского политеха

Ученые рассчитывают, что их разработка поможет развитию водородной энергетики, удешевив производство элементов на 30–40%. Они, по словам специалистов, пригодились бы для энергоснабжения в удаленных районах.

2
Haha
Haha
0
4
Love
Love
1
1
0
Читать также

От гусиных перьев до инъекционного литья: из чего делают искусственные ели

4 мин. чтения

Ученые из Петербурга создали технологию для повышения устойчивости газотурбинных двигателей к экстремальным температурам

2 мин. чтения

Люди и технологии: кто и как делает хорошее топливо

5 мин. чтения
Виртуальная-лаборатория

Новые материалы — без пробирок: виртуальная лаборатория признана лучшим энергетическим стартапом года

2 мин. чтения
Производство ядерного топлива твэл АО «ТВЭЛ»

Россия первой в мире научилась производить ядерное топливо для реакторов будущего

2 мин. чтения
«Росатом» запустил первую в России

От химии до модуля: в России запустили полный цикл производства литийионных батарей

1 мин. чтения
Изучение растений в лаборатории

Растительные мембраны: в России создали технологию производства электроизоляции из травы

1 мин. чтения

Зимняя формула: в России разработали минеральную пасту для круглогодичного ремонта дорог

2 мин. чтения
Капли воды на солнечной панели

Умное охлаждение: ученые из России и Китая научили солнечные панели собирать воду из воздуха

2 мин. чтения
Ураган, вид из космоса

От боры до муссона: гид по самым ветреным городам Земли

5 мин. чтения