阿伯丁大學的研究人員發現了一種新的化合物家族,可以革新燃料電池技術并幫助減少全球碳排放量。
發現這些化合物可謂“大海撈針”,它們被統稱為六角鈣钛礦(hexagonal perovskite),可能是釋放陶瓷燃料電池潛力的關鍵。
陶瓷燃料電池是高效的設備,可以将化學能轉化為電能,并且如果由氫驅動,則産生的排放量非常低,從而提供了礦物燃料的清潔替代品。
陶瓷燃料電池的另一個優點是它們也可以使用碳氫化合物燃料,例如甲烷,這意味着它們可以充當“橋接”技術,這對于從碳氫化合物轉向清潔能源而言是一項重要的步驟。
碳氫化合物陶瓷燃料電池它們可用于為汽車和房屋供電,但操作溫度高,使用壽命短。降低工作溫度對于長期運行、穩定性、安全性和成本至關重要。
阿伯丁大學的科學家們多年來一直在研究可能克服這些問題的新化合物的潛力,并且發現了一種新化合物-在較低溫度下具有高電導率-是一項重大突破。
他們的研究結果發表在論文“無序六角形鈣钛礦中的高氧化物離子和質子傳導性”中,該論文今天發表在《自然材料》雜志上。
阿伯丁大學化學系主任阿比·麥克勞克林(Abbie McLaughlin)教授主持了這項研究。
她解釋說:“陶瓷燃料電池效率很高,但問題是它們必須在800°C以上的高溫下工作。因此,它們的壽命很短,并且使用昂貴的組件。
“多年來,我們一直在相對未開發的六角形鈣钛礦家族中尋找可以克服這些問題的化合物,但是需要一些特定的化學特征,很難将它們結合在一起。例如,您需要一種化合物幾乎沒有電子傳導性,在燃料電池的氫氣和氧氣環境中都穩定。
“我們發現的是質子和氧化物離子雙導體,它将在較低的溫度(約500°C)下成功運行,從而解決了這些問題。您可以說,我們真正做到了大海撈針。這也許可以發揮這項技術的全部潛力。”
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