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
Павел Петров, студент Казанского национального исследовательского технологического университета

Регенерация асфальта: как дороги «лечат» свои трещины

2 мин. чтения

Зачем поезду юбка и птичий клюв? Квиз о быстрых и технологичных поездах

1 мин. чтения
Половодье реки в городе Мегион

«Природный аккумулятор»: в России научились запасать энергию половодья впрок

1 мин. чтения

От Камчатки до Арктики: как выглядят самые необычные электростанции в России

2 мин. чтения
Волжские бурлаки на фоне скоростного «метеора»

От бурлаков до «метеора»: как самая длинная река Европы стала полигоном новых технологий

4 мин. чтения
Писатель-фантаст Айзек Азимов на фоне космического пространства. Изображение сгенерировано нейросетью

Космическая энергия: от фантастики до экспериментов на орбите Земли

3 мин. чтения
Фото: iStock

Ловушка для йода: найден эффективный способ получения ценного вещества из «подземного рассола»

1 мин. чтения
Митохондрия—электростанция внутри клетки организма

Экскурсия по «клеточной электростанции»: как митохондрии дают нам энергию и спасают от болезней

4 мин. чтения

Как создать космический лифт и динамики из стекла

4 мин. чтения

Какую электростанцию построить в городе, а какую — в космосе? Примерьте роль виртуального промышленника в нашем квизе.

1 мин. чтения