Ученые разработали новый способ повышения эффективности керамики, которая используется в разных областях исследований, в том числе в водородной энергетике. Улучшить свойства материала и увеличить возможность его использования позволил оксид меди, сообщили в пресс-службе Уральского федерального университета.
«Научный коллектив из России, Китая и Германии добавил спекающую добавку (оксид меди) в станнат бария, благодаря чему удалось снизить температуру спекания материала. Их работа открывает новые возможности в создании и исследовании протонпроводящей керамики, так как, во-первых, позволяет создавать такие материалы в больших масштабах (с помощью спекающей добавки), а во-вторых, улучшит проводящие свойства электролитов и таким образом повысит производительность устройств для преобразования энергии», — говорится в сообщении.
В вузе поясняют, что станнат бария — относительно новый класс протонпроводящей керамики, который используют в качестве сверхпроводников, ионных проводников, магнитных, сегнетоэлектрических материалов и в качестве компонентов солнечных панелей. Также материал перспективен для использования в твердооксидных топливных элементах, электролизерах для водородной энергетики и многих других сферах.
Сложность создания материала заключается в том, что плотный станнат бария можно получать только при высоких температурах (порядка 1 600 °C). Добавление оксида меди позволило решить эту проблему, а также наделило его новыми полезными свойствами.
«В силу крайней чувствительности к количеству влаги в атмосфере полученный учеными материал также перспективен для высокотемпературных датчиков воды и сенсоров, которые используют, к примеру, на атомных станциях, газопаровых турбинах, электрогенераторах, установках для водородной энергетики», — говорится в сообщении.
Низкотемпературные свойства нового материала ученые исследовали на уникальной установке, которую собрали самостоятельно. С ее помощью можно изучать свойства любых керамических, в том числе протонных, электролитов. Патент на установку разработчики получили в октябре 2023-го.
В исследовании приняли участие специалисты Уральского федерального университета, Института высокотемпературной электрохимии УрО РАН, Гонконгского университета науки и технологии и Байройтского университета в Германии. Исследование выполнено при финансовой поддержке по программе «Приоритет 2030» (стратегический проект «Материалы и технологии для водородной и ядерной энергетики»). Работа подготовлена в рамках бюджетных планов лаборатории водородной энергетики УрФУ и Института высокотемпературной электрохимии Уральского отделения РАН на базе Центра коллективного пользования «Состав вещества».
