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
Волновая электростанция использует энергию течений

Ученые нашли способ превратить течения Азовского моря в источник возобновляемой энергии

1 мин. чтения
Нефтеперерабатывающий завод

«Вихревой миксер» для пара и жидкости упростит процессы переработки нефти и газа

1 мин. чтения
Молодые ученые ставят эксперименты в лаборатории Томского политехнического университета

Вуз-лаборатория: что исследуют в Томском политехе

4 мин. чтения

Ловушка для света: химики из Петербурга упростили процесс создания микрокапсул для катализаторов будущего

1 мин. чтения
Термоядерный реактор

От солнечных батарей до термоядерных реакторов: как квантовые технологии меняют энергетику

5 мин. чтения
ГАЭС

«Аккумулятор» на 60 этажей: Китай построил ГАЭС с самой высокой в мире плотиной

1 мин. чтения
Заезд на трассе Игора Драйв

Испытание скоростью: как автоспорт тестирует альтернативное топливо

4 мин. чтения
Пленарная сессия РЭН Создавая энергетику будущего вместе

«Приоритеты развития до 2050 года — энергетическая безопасность и лидерство в экспорте»

1 мин. чтения

«Музыка» для глубин: низкие частоты помогли очистить скважины без химии и простоев

2 мин. чтения
Петр Соболевский показывает жителям Санкт-Петербурга первый газовый фонарь

Как газ превратился в свет

4 мин. чтения