Site Sponsors
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
Posted in | Microscopy | Nanoenergy

Νέα Υλικό Ανοίγει πορεία για την πιο αποτελεσματική κυψέλες καυσίμου

Published on August 1, 2008 at 9:39 AM

Ένα νέο υλικό που χαρακτηρίζεται στο Τμήμα Oak Ridge Ενέργειας National Laboratory θα μπορούσε να ανοίξει ο δρόμος προς την πιο αποτελεσματική κυψέλες καυσίμου.

Το μοριακό μοντέλο των ιόντων-αγώγιμο υλικό δείχνει ότι πολλές κενές θέσεις στο σημείο διεπαφής μεταξύ των δύο στρώματα δημιουργούν ένα ανοιχτό μονοπάτι μέσω του οποίου τα ιόντα μπορούν να ταξιδέψουν.

Το υλικό, μια υπερ-πλέγμα που αναπτύχθηκε από ερευνητές στην Ισπανία, βελτιώνει την ιοντική αγωγιμότητα σε θερμοκρασία δωματίου με ένα συντελεστή περίπου 100 εκατ. ευρώ, που αντιπροσωπεύει «μια κολοσσιαία αύξηση της ιοντικές ιδιότητες αγωγιμότητα", δήλωσε ο Μαρία Βαρελά Επιστήμης των Υλικών του ORNL και Τεχνολογίας Division, ο οποίος χαρακτηρίζεται δομή του υλικού με ανώτερος ερευνητής Στίβεν Pennycook.

Η ανάλυση έγινε με 300 kilovolt μετάδοση του ORNL Z-αντίθεσης ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης, η οποία μπορεί να επιτύχει εκτροπή διορθωμένη ψηφίσματα κοντά στο 0,6 angstrom, μέχρι πρόσφατα ένα παγκόσμιο ρεκόρ. Η άμεση εικόνες δείχνουν την κρυσταλλική δομή ότι οι λογαριασμοί για την αγωγιμότητα του υλικού.

«Είναι εκπληκτικό», δήλωσε ο Varela. "Μπορούμε να δούμε τις τεταμένες, όμως ακόμα διέταξε, διεπαφή δομή που ανοίγει ένα ευρύ οδός για ιόντα που πρόκειται να διεξαχθεί."

Στερεά καύσιμα οξείδιο τεχνολογία κυψελών απαιτεί ιόντων-αγώγιμα υλικά - στερεών ηλεκτρολυτών - που επιτρέπουν σε ιόντα οξυγόνου να ταξιδέψει από την κάθοδο στην άνοδο. Ωστόσο, τα υπάρχοντα υλικά που δεν έχουν παράσχει άτομο κλίμακας κενά αρκετά μεγάλο να προσαρμόσει εύκολα τη διαδρομή μιας διεξάγεται ιόντων, η οποία είναι πολύ μεγαλύτερη από ό, τι, για παράδειγμα, ένα ηλεκτρόνιο.

«Η νέα πολυεπίπεδη υλικό λύνει αυτό το πρόβλημα με το συνδυασμό δύο υλικά με πολύ διαφορετικές κρυσταλλικές δομές. Η αναντιστοιχία προκαλεί στρέβλωση της ατομικής ρύθμισης στο περιβάλλον εργασίας τους και να δημιουργεί ένα μονοπάτι μέσω του οποίου τα ιόντα μπορούν εύκολα να ταξιδεύουν," δήλωσε ο Varela.

Άλλα υλικά κυψελών καυσίμου δύναμη ιόντα να ταξιδέψουν μέσω του αυστηρού μονοπάτια με λίγες θέσεις για τα ιόντα να καταλάβει, επιβραδύνουν την πρόοδό τους. Αντί να αναγκάζοντας τα ιόντα να πηδήξει από τρύπα σε τρύπα, το νέο υλικό έχει «πολλές κενές θέσεις να καταλαμβάνουν», δήλωσε ο Varela, οπότε τα ιόντα μπορούν να ταξιδεύουν πολύ πιο γρήγορα.

Σε αντίθεση με τα προηγούμενα υλικά των κυψελών καυσίμου, το οποίο πρέπει να επιτύχουν υψηλές θερμοκρασίες για τη διεξαγωγή ιόντα, το νέο υλικό διατηρεί την ιοντική αγωγιμότητα κοντά σε θερμοκρασίες δωματίου. Οι υψηλές θερμοκρασίες έχουν ένα σημαντικό εμπόδιο για την ανάπτυξη της τεχνολογίας κυψελών καυσίμου.

Η ερευνητική ομάδα με το Πανεπιστήμιο Complutense της Ισπανίας Μαδρίτη και Πολυτεχνείο της Μαδρίτης de Madrid παραχθεί το υλικό και που παρατηρήθηκαν εξαιρετικές ιδιότητες αγωγιμότητά του, αλλά και τα δομικά χαρακτηριστικά που επιτρέπουν το υλικό για τη διεξαγωγή ιόντα τόσο καλά που δεν ήταν γνωστά μέχρι το υλικό που τέθηκε υπό την υπερ-υψηλής μικροσκόπια ανάλυση στο ORNL.

Το χαρτί, μια συνεργασία μεταξύ των ερευνητών στα Πανεπιστήμια της Μαδρίτης και στο ORNL, δημοσιεύθηκε σήμερα στο περιοδικό Science.

ORNL διοικείται από UT-Battelle για το Υπουργείο Ενέργειας.

Last Update: 6. October 2011 19:03

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit