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
Зарамагская ГЭС-1. Фото: «РусГидро»

Как люди превратили горы в источник энергии: фотогалерея

2 мин. чтения
Абагайтуйская солнечная электростанция . Фото: «Юнигрин Энерджи»

За Солнцем по пятам: в Забайкалье заработала крупнейшая в России солнечная электростанция

1 мин. чтения
Калининская АЭС. Фото: Росэнергоатом

Сварка под ультразвуком: в России запустили робота для проверки оборудования АЭС

1 мин. чтения
Кирилл Зиновьев — пилот Российской серии кольцевых гонок, автор «Энергии+»

Трасса вместо класса: чему можно научиться у профессионального гонщика

5 мин. чтения
Новолакская ВЭС в Дагестане. Фото: «Росатом Возобновляемая энергия»

Самый крупный ветропарк России: фотогалерея

3 мин. чтения
Солнечная электростанция «Ашалим» в Израиле. Фото: Shutterstock

Бледное солнце пустыни: почему не удалось приручить энергию песчаных пустошей

3 мин. чтения
Кольская АЭС. Фото: «Страна Росатом»

На российских АЭС запустили отечественного цифрового помощника для контроля за оборудованием

1 мин. чтения
Ветрогенераторы на закате во время безветренной погоды

«Темный штиль»: как традиционная энергетика помогает возобновляемой

3 мин. чтения

Китайские ученые превратили башни ветрогенераторов в гравитационные накопители энергии

1 мин. чтения
Горбатый кит. Фото: Magnific

Хвост или плавники — что общего у турбин и горбатых китов? Узнайте из квиза о технологиях, вдохновленных природой!

1 мин. чтения