Ученые разработали кристаллы для топливных элементов нового поколения

Параметры кристаллов на основе углерода для топливных элементов нового поколения определили исследователи из университета Цукубы, 10 июня сообщает Journal of Physical Chemistry Letters.

Такие кристаллы являются интересными в качестве твердых электролитов — сред для передачи энергии — в будущих технологиях топливных элементов. Твердые электролиты обладают такими преимуществами, как высокая энергоэффективность и долгосрочная стабильность, которых не хватает некоторым электролитам.

Твердые электролиты на основе имидазола являются общими направлениями исследований. Ученые предполагают, что кристаллы сукцината водорода имидазолия могут демонстрировать последовательный перенос протонов, также известный как протонный скачок.

Исследователи изучили известные кристаллические структуры, чтобы понять химические образования, известные как водородные связи. Динамика водорода на этих связях способствует переносу протонов внутри кристаллов и может быть экспериментально охарактеризована с помощью инфракрасной спектроскопии.

«Результаты спектроскопии были ясными. Мы обнаружили, что при 100°C, по сравнению с 30°C, произошел сдвиг к более высокой энергии в пике, который относится к переносу протонов», — объясняет Хори.

Кроме того, рассчитанные исследователями пики — те, которые соответствуют химическим единицам, способствующим образованию водородных связей, — соответствовали экспериментальным данным.

Напомним, топливные элементы сегодня используются для питания широкого спектра гражданской инфраструктуры и, как правило, производят мало выбросов. Повышение полезности топливных элементов в более разнообразных приложениях, частично достигнутое за счет понимания того, как они работают, поможет свести к минимуму потери энергии в ближайшие годы.