Posted in | Microscopy | Nanoenergy

Bahan Baru Membuka Jalur Menuju Sel Bahan Bakar Lebih Efisien

Published on August 1, 2008 at 9:39 AM

Sebuah materi baru ditandai di Departemen of Energy Oak Ridge National Laboratory bisa membuka jalur ke arah yang lebih sel bahan bakar efisien.

Model molekul bahan ion-melakukan menunjukkan bahwa lowongan banyak pada antarmuka antara dua lapisan menciptakan jalur terbuka melalui ion yang dapat melakukan perjalanan.

Bahan, kisi-super yang dikembangkan oleh para peneliti di Spanyol, meningkatkan konduktivitas ionik mendekati suhu ruangan dengan faktor hampir 100 juta, mewakili "peningkatan kolosal dalam sifat konduksi ionik," kata Maria Varela Material Science ORNL dan Teknologi Divisi, yang ditandai struktur material tersebut dengan peneliti senior Stephen Pennycook.

Analisis dilakukan dengan 300 kilovolt ORNL Z-kontras mikroskop pemindaian elektron transmisi, yang dapat mencapai kelainan-resolusi dikoreksi dekat 0,6 angstrom, sampai saat ini rekor dunia. Gambar langsung menunjukkan struktur kristal yang rekening untuk konduktivitas material.

"Sungguh menakjubkan," kata Varela. "Kita bisa melihat, disaring namun masih memerintahkan, struktur antarmuka yang membuka jalur lebar untuk ion yang akan dilakukan."

Teknologi sel bahan bakar oksida padat membutuhkan ion-melakukan bahan - elektrolit padat - yang memungkinkan ion oksigen untuk perjalanan dari katoda ke anoda. Namun, bahan yang ada belum memberikan skala atom void cukup besar untuk dengan mudah mengakomodasi jalan ion dilakukan, yang jauh lebih besar daripada, misalnya, elektron.

"Bahan lapis baru memecahkan masalah ini dengan menggabungkan dua bahan dengan struktur kristal yang sangat berbeda. Ketidakcocokan itu memicu distorsi dari susunan atom pada antarmuka mereka dan menciptakan sebuah jalur melalui mana ion dengan mudah dapat melakukan perjalanan," kata Varela.

Bahan bakar sel lainnya memaksa ion untuk melakukan perjalanan melalui jalur ketat dengan beberapa ruang untuk ion untuk menempati, memperlambat kemajuan mereka. Daripada memaksa ion untuk melompat dari lubang ke lubang, bahan baru telah "banyak ruang kosong untuk ditempati," kata Varela, sehingga ion dapat melakukan perjalanan jauh lebih cepat.

Tidak seperti bahan sel bahan bakar sebelumnya, yang harus mencapai suhu tinggi untuk melakukan ion, bahan baru mempertahankan konduktivitas ionik dekat suhu kamar. Suhu tinggi telah menjadi hambatan utama bagi pengembang teknologi sel bahan bakar.

Tim penelitian dengan Universidad Complutense Spanyol de Madrid dan Universidad Politécnica de Madrid menghasilkan bahan dan mengamati sifat yang luar biasa konduktivitas, tetapi karakteristik struktural yang memungkinkan bahan untuk melakukan ion dengan baik tidak diketahui sampai bahan itu diletakkan di bawah ultra-tinggi resolusi mikroskop di ORNL.

Kertas, sebuah kolaborasi antara para peneliti di Universitas Madrid dan di ORNL, diterbitkan hari ini di Science.

ORNL dikelola oleh UT-Battelle untuk Departemen Energi.

Last Update: 7. October 2011 12:53

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