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El Nuevo Material Abre Camino Hacia Pilas de Combustible Más Eficientes

Published on August 1, 2008 at 9:39 AM

Un nuevo material caracterizado en el Ministerio de Laboratorio Nacional de la Oak Ridge de la Energía podía abrir un camino hacia pilas de combustible más eficientes.

El modelo molecular del material de ión-conducto muestra que las vacantes numerosas en el interfaz entre las dos capas crean un camino abierto con el cual los iones puedan viajar.

El material, un superretículo desarrollado por los investigadores en España, mejora conductividad iónica cerca de temperatura ambiente por un factor de casi 100 millones, representando “un aumento colosal en propiedades de la conducción iónica,” dijo a Maria Varela de la Ciencia Material de ORNL y de la División Tecnológica, Que caracterizó la estructura del material con el investigador sénior Stephen Pennycook.

El análisis fue hecho con el microscopio electrónico de la transmisión de la exploración del Z-Contraste de los 300 kilovoltios de ORNL, que puede lograr resoluciones aberración-corregidas cerca de 0,6 angstromes, hasta hace poco tiempo un récord mundial. Las imágenes directas muestran la estructura cristalina que explica la conductividad del material.

“Es asombrosa,” Varela dijo. “Podemos ver haber esforzado, con todo todavía ordenado, estructura del interfaz que abren un camino amplio para que los iones conducto.”

La tecnología Sólida de la pila de combustible del óxido requiere los materiales de ión-conducto -- electrólitos sólidos -- eso permite que los iones del oxígeno viajen del cátodo al ánodo. Sin Embargo, los materiales existentes no han proporcionado a los claros de la átomo-escala bastante grandes para acomodar fácilmente el camino de un ión conducto, que es mucho más grande que, por ejemplo, un electrón.

“El nuevo material acodado resuelve este problema combinando dos materiales con estructuras cristalinas muy diversas. La discordancía acciona una distorsión de la ordenación atómica en su interfaz y crea un camino con el cual los iones puedan viajar fácilmente,” Varela dijo.

Otros materiales de la pila de combustible fuerzan los iones para viajar con caminos apretados con pocos espacios para que los iones ocupen, reduciendo su progreso. Bastante que forzando los iones para saltar del agujero al agujero, el nuevo material tiene “lotes de espacios vacantes que se ocuparán,” dijo a Varela, así que los iones pueden viajar mucho más rápidamente.

A Diferencia de los materiales anteriores de la pila de combustible, que tienen que lograr temperaturas altas para conducto los iones, el nuevo material mantiene conductividad iónica cerca de temperaturas ambiente. Las Temperaturas altas han sido una barricada importante para los reveladores de la tecnología de la pila de combustible.

El equipo de investigación con Universidad Complutense de Madrid de España y Universidad Politécnica de Madrid produjo el material y observó sus propiedades excepcionales de la conductividad, pero las características estructurales que permiten al material conducto los iones tan bien no eran sabidas hasta que el material fuera puesto bajo los microscopios ultraaltos de la resolución en ORNL.

El papel, una colaboración entre los investigadores en las Universidades de Madrid y en ORNL, fueron publicados hoy en Ciencia.

ORNL es manejado por UT-Battelle para el Ministerio de Energía.

Last Update: 17. January 2012 08:03

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