«Загадочная» керамика и более совершенные водородные топливные элементы

-->

«Загадочная» керамика может привести к получению более дешевых и прочных водородных топливных элементов

Команда ученых-исследователей из Технологического института штата Джорджия разработала новый высокотехнологичный керамический материал, который может сделать твердые топливные элементы менее дорогостоящими и привередливыми и гораздо более прочными и эффективными. Материал называется оксид бария-циркония-иттрия-церия-иттербия. Для краткости его обозначили как BZCYYb

Georgia_Tech.jpg .

Преимущество твердо-оксидных топливных элементов состоит в том, что они могут вырабатывать энергию без использования дорогостоящих катализаторов, таких как платина, которая обычно используется в водородных топливных элементах. Сегодня в разработке новых видов водородных топливных элементов стали широко применяться различные нанотехнологии, использующие меньше платины. Однако в перспективе введение BZCYYb, как более устойчивой технологии, может полностью заменить драгоценные металлы – при условии, что твердо-оксидные системы можно будет производить в промышленном масштабе.

Твердо-оксидные топливные элементы и проблема избыточного тепла

  • Одной из проблем, которая не позволяет твердо-оксидным технологиям выйти на рынок товаров массового производства, является большое количество выделяемого тепла. В обычных твердо-оксидных топливных элементах анод (элемент, проводящий электрический ток) представляет собой композит, в состав которого входит керамический материал, называемый двуокись циркония стабилизированная иттрием (YSZ). YSZ выполняет роль катализатора и проводника, но ученые в докладе Технологического института указали, что он при низких температурах теряет проводимость, вследствие чего рабочая температура должна быть не менее 1.000 градусов по Цельсию.

Засорение серой и углеродистые отложения на катализаторе являются другими, не менее важными негативными факторами применения YSZ-анодов. Для борьбы с этими тремя факторами твердо-оксидные топливные элементы, которые используют YSZ, имеют конструкции высокой сложности, служащие для применения топлива с низким содержанием серы и экзотических жаропрочных материалов, что приводит к дополнительным тратам, уменьшению прочности и понижению эффективности.

Преимущества BZCYYb

  • Керамический материал BZCYYb разрешает проблему избыточного тепла посредством своей способности сохранять проводимость при температурах до 500 градусов по Цельсию. Он также препятствует образованию отложений и толерантен к сравнительно высоким концентрациям серы по сравнению с YSZ. Вот где загадка!

Ученые пока не могут точно указать факторы, определяющие очистительные возможности BZCYYb, однако они считают, что более сильные каталитические характеристики материала позволят ему противостоять вредному воздействию серы и углеводородов более эффективно. Но кроме успешного решения этих трех проблем, применение BZCYYb может привести к разработке более простой, компактной и рентабельной твердо-оксидной конструкции. BZCYYb потенциально могут быть использованы в качестве покрытия обычного YSZ-анода, или заменить его полностью.

Топливный элемент будущего

Твердо-оксидные технологии является одним из нескольких направлений исследований для того, чтобы топливные элементы стали менее дорогими и более легкими, компактными, простыми и гибкими. Например, компания Full Cycle Energy имеет патент на безплатиновый топливный элемент на основе высокопроизводительной щелочной мембраны, которая позволяет использовать биотопливо, как дополнение к водороду.

  • Департамент энергетики США вложил миллионные средства в исследования, а американские военные готовы принять на вооружение более надежные портативные источники энергии, так что новые события в этой области не заставят себя ждать.

http://www.cheburek.net/…ementov.html



nikst аватар
  • Ага, и у нанотехнологий начинают появляться серьёзные конкуренты! Сегодня в разработке новых видов водородных топливных элементов стали широко применяться различные нанотехнологии, использующие меньше платины. Но это, так сказать, решение проблемы «в лоб». Поиск новых, более совершенных материалов тоже не утратил своего значения…

Поглядим-поглядим, за кем останется победа. Или «кубок» так и будет переходить из рук в руки?..

sur аватар

«Преимущество твердо-оксидных топливных элементов состоит в том, что они могут вырабатывать энергию без использования дорогостоящих катализаторов, таких как платина, которая обычно используется в водородных топливных элементах». Вот Вы, Степанов, понимаете, о чём Вы публикуете информацию? Это же просто анекдот! Я Вам уже советовал учиться!