Команда исследователей, возглавляемая профессором Северо-западного университета Соссиной Хэйл, создала новую топливную ячейку, предлагающую комбинацию высокой удельной мощности и долгосрочной стабильности при оптимальных температурах. Открытие повышает вероятность внедрения технологии в будущий сектор экологической энергии.
Проект описан в статье Nature Energy.
«Годами индустрия говорила нам что необходимо заставить топливные ячейки работать при 500°С и повысить их удельную мощность. Это будет означать продление срока службы устройства и уменьшение стоимости компонентов, — сказала Хэйл. – Исследование открывает путь к созданию экономически эффективных ячеек и трансформации энергетического ландшафта».
Хотя недавние проекты показали потенциал некоторых протонных керамических топливных ячеек, высокая проводимость их электролитов не позволила вырабатывать ожидаемые выходные мощности. Они работали при 500° С, но не по всей поверхности устройства.
Для решения проблемы команда Хэйл объединила активный двойной перовскитный катод PBSCF с новым, химически стабильным электролитом BZCYYb4411. Это обеспечило быстрое движение ионов. Электролит, в отличие от аналогов, сохранял стабильность даже после многих сотен часов работы.
Исследование, по словам авторов, отражает серьезный шаг к снижению расходов на топливные ячейки и улучшению их энергетических характеристик.
«Высокие температуры переводятся не только в большую эффективность, но и в подорожание устройства из-за потребности во вспомогательных компонентах, — сказала профессор Хэйл. – Здесь мы продемонстрировали четкий путь для реализации потенциала технологии в генерировании чистой энергии».
Следующей сложностью станет создание расширяемых методик производства. Пока создание хорошего контакта между электродом и электролитом требует дорогого этапа. Но у авторов есть идеи по его удешевлению.