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
Фото: iStock

Солнце и газ научили работать в команде: в Самаре создали электростанцию, которая сама подстраивается под погоду

1 мин. чтения
фото: iStock

Ученые из Петербурга создали «магнит» для углекислого газа

1 мин. чтения
Современный инженер хвастается бобру бесплотинной гидроэлектростанцией

Три неожиданных способа получения энергии с помощью воды

1 мин. чтения

Путешествие в микромир: технологии, которые меняют энергетику на уровне микронов

4 мин. чтения
Фото: iStock

Орбитальная АЗС: в Китае испытали гибкого робота для заправки спутников в космосе

1 мин. чтения

Соль земли: как технологии Древнего Китая изменили добычу ресурсов

3 мин. чтения
Специалист «Газпром нефти» заправляет самолет в крыло

Как фритюрное масло превратили в топливо для самолетов

4 мин. чтения

Из музея — в лабораторию: как уральский минерал изменил представление о солнечной энергетике

4 мин. чтения

Сибирские ученые получили из переработанной древесины три вида энергии одновременно

2 мин. чтения

Фотосинтез 2.0: китайские ученые подсмотрели технологию производства топлива у растений

1 мин. чтения