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Posted in | Microscopy | Nanoenergy

Il Nuovo Materiale Apre la Via Verso le Pile A Combustibile Più Efficienti

Published on August 1, 2008 at 9:39 AM

Un nuovo materiale caratterizzato al Dipartimento Per L'Energia il Laboratorio Nazionale di Oak Ridge Ha potuto aprire una via verso le pile a combustibile più efficienti.

I modelli molecolari del materiale diconduzione indicano che i numerosi posti vacanti all'interfaccia fra i due livelli creano una via aperta through cui gli ioni possono attraversare.

Il materiale, un superreticolo sviluppato dai ricercatori in Spagna, migliora la conducibilità ionica vicino alla temperatura ambiente da un fattore di quasi 100 milioni, rappresentante “un aumento colossale nei beni di conduzione ionica,„ ha detto Maria Varela di Divisione di Scienza e Tecnologia dei Materiali di ORNL, che ha caratterizzato la struttura del materiale con il ricercatore senior Stephen Pennycook.

L'analisi è stata fatta con il microscopio elettronico della trasmissione di scansione di Z-Contrasto dei 300 chilovolt di ORNL, che può raggiungere le risoluzioni aberrazione-corrette vicino a 0,6 angstrom, fino ad oggi un record del mondo. Le immagini dirette mostrano il sistema cristallino che rappresenta la conducibilità del materiale.

“È stupefacente,„ Varela ha detto. “Possiamo vedere sforzata, eppure ancora ordinato, struttura dell'interfaccia che aprono un'ampia via affinchè gli ioni siano condotti.„

La tecnologia Solida della pila a combustibile dell'ossido richiede i materiali diconduzione -- elettroliti solidi -- quello permette che gli ioni dell'ossigeno viaggino dal catodo all'anodo. Tuttavia, i materiali attuali non hanno fornito i vuoti del atomo-disgaggio abbastanza grandi per accomodare facilmente il percorso di uno ione condotto, che è molto più grande di, per esempio, un elettrone.

“Il nuovo materiale stratificato risolve questo problema combinando due materiali con i sistemi cristallini molto differenti. Il disadattamento avvia una deformazione della disposizione atomica alla loro interfaccia e crea una via through cui gli ioni possono attraversare facilmente,„ Varela ha detto.

Altri materiali della pila a combustibile forzano gli ioni per attraversare through le vie strette con pochi spazi affinchè gli ioni occupino, rallentanti il loro progresso. Piuttosto che forzando gli ioni per saltare dal foro al foro, il nuovo materiale ha “lotti degli spazi liberi da occupare,„ ha detto Varela, in modo dagli ioni possono viaggiare molto più rapidamente.

A Differenza dei materiali precedenti della pila a combustibile, che devono raggiungere le temperature elevate per condurre gli ioni, il nuovo materiale mantiene la conducibilità ionica vicino alle temperature ambienti. Le Temperature elevate sono state un blocco stradale importante per i rivelatori della tecnologia della pila a combustibile.

Il gruppo di ricerca con il Universidad Complutense il de Madrid della Spagna e Universidad Politécnica il de Madrid ha prodotto il materiale ed ha osservato i sui beni eccezionali della conducibilità, ma le caratteristiche strutturali che permettono al materiale di condurre così bene gli ioni non sono state conosciute fino a mettere il materiale sotto i microscopi ultraelevati di risoluzione a ORNL.

Il documento, una collaborazione fra i ricercatori alle Università di Madrid e a ORNL, sono stati pubblicati oggi nella Scienza.

ORNL è gestito da UT-Battelle per il Dipartimento Per L'Energia.

Last Update: 17. January 2012 08:44

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