Многие альтернативные источники энергии, такие как солнечные панели и ветряные электростанции, могут производить достаточно электроэнергии, чтобы питать небольшие поселения и даже города. Однако у них есть существенная проблема, связанная с непостоянством поступления энергии. Ведь Солнце светит не 24 часа в сутки, а скорость ветра может ощутимо меняться день ото дня. Поэтому для таких электростанций необходимы большие массивы устройств, сохраняющих электроэнергию.
Хранение электрической энергии в традиционных аккумуляторах сталкивается с множеством проблем, одна из которых — существенные потери в виде тепла, поступающего в окружающую среду, а вторая — небольшая плотность хранения, из-за чего даже при небольшой электростанции приходится строить огромный массив аккумуляторных батарей, сравнимый по стоимости с энергоустановками.
Американские исследователи теперь предложили альтернативное решение этой проблемы. Они создали устройство, сохраняющее электроэнергию благодаря использованию водорода — самой легкой молекулы во Вселенной. Чтобы сделать это, ученые усовершенствовали один из типов электрохимической ячейки — протонную керамическую электрохимическую ячейку (PCEC).
Ранее такие устройства считались не очень перспективными, так как их рабочая температура была около 800 °C. Такие высокие температуры требуют дорогостоящих материалов и приводят к их более быстрой деградации, что делает стоимость электрохимических элементов непомерно высокой. Авторы новой работы разработали новый материал для электродов такой ячейки. Он представляет собой перовскит состава PrNi0.5Co0.5O3-δ. Этот проводник одновременно облегчает процессы расщепления воды и восстановления кислорода. В отличие от большинства материалов электрохимических ячеек, это соединение позволяет преобразовывать водород и кислород в электроэнергию без необходимости притока водорода извне.
При создании новой ячейки ученые создали электрод в виде сетчатой структуры с большой площадью поверхности, что повысило эффективность производства водорода и обратного процесса — превращения этого газа в воду с помощью реакции с кислородом. Применение нового материала и изменение формы электрода позволило уменьшить рабочую температуру электрохимического элемента до интервала от 400 до 600 °C. Теперь исследователи надеются усовершенствовать свое устройство, чтобы можно было вывести его на промышленный уровень.
http://www.nanonewsnet.ru/news/2020/predlozhen-effektivnyi-vodorodnyi-akkumulyator
г.Казань, ул. Ершова, д. 29а