Новый материал для создания экологичных альтернативных источников электроэнергии создали ученые УрФУ в составе научного коллектива. Разработка позволяет снизить затраты времени и ресурсов на производство топливных элементов.

Сегодня большинство носимых и переносных электронных устройств и электротранспорта, такие как: мобильные телефоны, ноутбуки, электрические самокаты и велосипеды, электрокары и электромобили, требуют постоянной перезарядки или замены источника энергии.

Широко применяются щелочные и кислотные аккумуляторы и батарейки, но они содержат вредные вещества (например, свинец в кислотных, кадмий в щелочных), поэтому их нельзя просто выбросить на помойку, а необходимо перерабатывать на специальных предприятиях.

Рядом преимуществ обладают литий-ионные элементы питания, однако они взрывоопасны (из-за чего, например, ограничена их перевозка в самолетах). Кроме того, запасы лития в земной коре ограничены и распределены очень неравномерно.

Альтернатива кислотным, щелочным и литий-ионным источникам электроэнергии — системы с топливными элементами. Это источники тока, преобразующие химическую энергию топлива в электрическую напрямую.

Наибольший интерес представляет класс твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ). Это одни из наиболее экологически чистых генераторов электроэнергии, имеют достаточно высокий КПД и дают возможность использовать разные по составу топлива.

Коллектив разработчиков УрФУ совместно с учеными Института высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской академии наук при финансовой поддержке по программе «Приоритет-2030» синтезировал и изучил новые соединения класса ферритов (соединения оксидов железа с оксидами других металлов) для создания симметричных ТОТЭ на основе железа, бария и лантана.

— Полученные нами материалы на основе феррита лантана-бария демонстрируют высокие значения проводимости и низкие значения поляризационных сопротивлений в атмосфере воздуха, а это ключевые характеристики потенциальных материалов для ТОТЭ, — рассказал заведующий лабораторией водородной энергетики УрФУ Дмитрий Медведев.

В будущем коллектив планирует улучшить характеристики изученных им составов и создать полноразмерную ячейку ТОТЭ для экспериментальных исследований.

Результаты исследования опубликованы в Journal of the European Ceramic Society, сообщает пресс-служба УрФУ.