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
Женщина ученый рассматривает голограму атома

Откуда брать энергию в будущем? Ученые знают ответы: попробуйте разгадать их замыслы!

1 мин. чтения
АЗС Газпром нефть

Сеть АЗС «Газпромнефть» стала лидером среди компаний топливной розницы по продаже горячего кофе

1 мин. чтения
Вид на Землю и Солнце из космоса

Как элемент, открытый на звезде, стал незаменимым на Земле

5 мин. чтения

Китайские химики «подсмотрели» у бактерий технологию переработки углекислого газа в метанол

1 мин. чтения
Российская энергетическая неделя

Международное сотрудничество и стратегию развития ТЭК обсудят участники «Российской энергетической недели — 2025»

1 мин. чтения
Месторождение в ХМАО

«Микроволновка» для мазута: в Омске создали новое устройство для очистки резервуаров с нефтью

2 мин. чтения
Крестьянин идет с мешком зерна на водяную мельницу

От килограммов муки к мегаваттам энергии: эволюция водяного колеса

4 мин. чтения

Петербургские ученые нашли способ сэкономить энергию при производстве топлива для ТЭЦ, поездов и кораблей

2 мин. чтения
Ученый в лаборатории синтетических материалов

«Область применения синтетических материалов нужно расширять»

2 мин. чтения
Винт турбины

Частицы металла покрыли керамической корочкой, чтобы создать жаростойкий порошок для 3D-печати

1 мин. чтения