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

חומר חדש לקראת פתיחת מסלול נוסף בתאי דלק יעילה

Published on August 1, 2008 at 9:39 AM

החומר החדש מאופיין על המחלקה של אלון אנרגיה Ridge National Laboratory יכולה לפתוח נתיב לכיוון יותר בתאי דלק יעילה.

המודל המולקולרי של החומר יון ניצוח מראה כי משרות רבות בממשק שבין שתי השכבות ליצור מסלול פתוח שדרכו יונים יכולים לנוע.

החומר, סריג סופר שפותח על ידי חוקרים בספרד, משפר מוליכות יונית ליד בטמפרטורת החדר בפקטור של כמעט 100 מיליון דולר, המהווים "גידול עצום בנכסים הולכה יונית," אמרה מריה ורלה של מדע החומרים של ORNL וטכנולוגיה באגף, אשר מאופיין במבנה של החומר עם בכירים החוקר סטיבן Pennycook.

הניתוח נעשה עם 300 kilovolt של ORNL Z-בניגוד מיקרוסקופ אלקטרונים סורק הילוכים, אשר יכול להשיג סטייה לתקן החלטות ליד 0.6 אנגסטרום, עד לאחרונה שיא העולם. התמונות ישירות להראות את המבנה הגבישי כי חשבונות עבור מוליכות של החומר.

"זה מדהים", אמרה ורלה. "אנחנו יכולים לראות את מתוחים, אך הורה עדיין, מבנה ממשק שנפתחת מסלול רחב עבור יונים להתנהל".

תחמוצת דלק מוצק טכנולוגיית תא דורש יון ניצוח חומרי - אלקטרוליטים מוצקים - המאפשרים יוני החמצן לנסוע מן הקתודה לאנודה. עם זאת, קיימים חומרים לא סיפקו אטום חללים בקנה מידה גדול מספיק כדי להכיל בקלות את נתיב שנערך יון, שהוא הרבה יותר גדול, למשל, אלקטרון.

"החומר שכבתית חדשה פותרת בעיה זו על ידי שילוב של שני חומרים בעלי מבנה גבישי שונה מאוד. Mismatch גורמת לעיוות של האטום ההסדר על הממשק שלהם יוצרת מסלול שדרכו יונים יכול בקלות לנסוע", אמרה ורלה.

חומרים אחרים בתא דלק כוח יונים לנסוע דרך שבילים הדוקים עם כמה מקומות עבור היונים לכבוש, להאט את התקדמותם. במקום לאלץ היונים לקפוץ מחור לחור, החומר החדש יש "המון מקומות פנויים להיות כבוש", אמרה ורלה, כך היונים יכולה לנסוע הרבה יותר מהר.

שלא כמו הקודם חומרי תא דלק, אשר יש להשיג טמפרטורות גבוהות לנהל יונים, החומר החדש שומר על מוליכות יונית ליד בטמפרטורת החדר. טמפרטורות גבוהות כבר מחסום מרכזי עבור מפתחי טכנולוגיית תא הדלק.

צוות המחקר עם Universidad ספרד Complutense דה מדריד Universidad Politécnica דה מדריד הפיק את החומר וצפו המאפיינים הבולטים שלה מוליכות, אך מאפיינים מבניים המאפשרים את החומר לנהל יונים כל כך טוב לא היו ידועים עד החומר הושם תחת אולטרה גבוהה רזולוציה מיקרוסקופים ב ORNL.

העיתון, שיתוף פעולה בין חוקרים באוניברסיטאות של מדריד ב ORNL, שפורסם היום במדע.

ORNL מנוהלת על ידי UT-באטל עבור משרד האנרגיה.

Last Update: 4. October 2011 05:24

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