Добавить новость
ru24.net
News in English
Июль
2024
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
23
24
25
26
27
28
29
30
31

Hexagonal Perovskite Oxides as Advanced Electrolytes for Protonic Ceramic Fuel Cells

0
Los Angeles CA (SPX) Jul 09, 2024 - by Riko Seibo Tokyo, Japan (SPX) Jul 09, 2024 In a notable advancement in fuel cell technology, researchers from Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) have identified hexagonal perovskite-related Ba5R2Al2SnO13 oxides (R = rare earth metal) as promising materials with high proton conductivity and thermal stability. Their unique crystal structure and numerous oxygen vacancies enable full hydration and efficient proton diffusion, making these materials ideal electrolytes for next-generation protonic ceramic fuel cells (PCFCs) that can operate at intermediate temperatures without degradation.

Fuel cells, which combine hydrogen and oxygen to generate electricity while producing only water and heat as byproducts, offer a clean energy solution. These cells consist of an anode, cathode, and electrolyte. Hydrogen gas at the anode splits into protons (H+) and electrons. The electrons create an electric current, while the protons migrate through the electrolyte to the cathode, where they react with oxygen to form water. Most existing fuel cells are solid oxide fuel cells (SOFCs) that use oxide ion conductors as electrolytes. However, SOFCs require high operating temperatures, which can cause material degradation over time. To mitigate this, PCFCs using proton-conducting ceramic materials as electrolytes are being explored, as they can operate at lower, more manageable temperatures of 200-500 C. The challenge remains to find materials that exhibit both high proton conductivity and chemical stability at these intermediate temperatures.

In a study published in the Journal of the American Chemical Society, a team led by Professor Masatomo Yashima from Tokyo Tech, in collaboration with Tohoku University researchers, identified hexagonal perovskite-related oxides Ba5R2Al2SnO13 (R representing rare earth metals Gd, Dy, Ho, Y, Er, Tm, and Yb) as promising electrolyte materials. These materials exhibit high proton conductivity of nearly 0.01 S cm?, significantly higher than other proton conductors at around 300 C.

"In this work, we have discovered one of the highest proton conductors among ceramic proton conductors: novel hexagonal perovskite-related oxide Ba5Er2Al2SnO13, which would be a breakthrough for the development of fast proton conductors," says Yashima.

The material's high proton conductivity is due to its full hydration in a highly oxygen-deficient crystal structure. This structure consists of octahedral layers and oxygen-deficient hexagonal close-packed AO3-d (h') layers (A is a large cation such as Ba+ and d represents the amount of oxygen vacancies). When hydrated, these vacancies are filled by oxygens from water molecules to form hydroxyl groups (OH-), releasing protons (H+) that migrate through the structure, enhancing conductivity.

The researchers synthesized Ba5Er2Al2SnO13 (BEAS) using solid-state reactions. The material showed a high level of oxygen vacancies (d = 0.2) and a fractional water uptake of 1, indicating its full hydration capacity. In a wet nitrogen environment, its conductivity at 356 C was 2,100 times higher than in a dry nitrogen environment. Fully hydrated, it achieved a conductivity of 0.01 S cm? at 303 C.

The atomic arrangement in the octahedral layers provides pathways for proton migration, further increasing conductivity. In simulations of Ba5Er2Al2SnO13-H2O, proton movement was studied in a 2+ 2+ 1 supercell of the crystal structure, represented by Ba40Er16Al16Sn8O112H16. The protons in the octahedral layer demonstrated long-range migration, indicating fast proton diffusion.

"The high proton conductivity of BEAS is attributed to its high proton concentration and diffusion coefficient," explains Yashima.

Besides its high conductivity, BEAS is chemically stable at the operating temperatures of PCFCs. Tests under wet atmospheres of oxygen, air, hydrogen, and CO2 at 600 C showed no changes in its composition and structure, indicating robust stability and suitability for continuous operation without degradation.

"These findings open new avenues for proton conductors. The high proton conductivity via full hydration and fast proton migration in octahedral layers in highly oxygen-deficient hexagonal perovskite-related materials would be an effective strategy for developing next-generation proton conductors," says Yashima. With its exceptional properties, this material could lead to efficient, durable, and lower-temperature fuel cells.

Research Report:High Proton Conduction in the Octahedral Layers of Fully Hydrated Hexagonal Perovskite-Related Oxides




Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus



Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: С начала 2024 года 140 тысяч женщин и новорожденных Московского региона получили услуги по родовым сертификатам

Владислав Овчинский: жители дома на Радужной улице начали переезд в новостройку по программе реновации

Певец Дмитрий Камский готовит к релизу новый сингл "Песня Земли"

Отрытый конкурс красоты и таланта «Одна на миллион»


Россиян предпочли туркам: в Турции, в отеле забитом российскими туристами, сломались кондиционеры и отдыхающие начали со скандалом перетаскивать кровати в ресторан

Представители «Метровагонмаш-Сервиса» посетили СЛД «Москва-Сортировочная» филиала «Московский» компании «ЛокоТех-Сервис» для обмена опытом

Подбор летних шин на авто: важные критерии и рекомендации

30 миллионов тормозных колодок выпустило Новосибирское ЛП Желдорреммаш за свою 80-летнюю историю


Faculty of International Journalism and Mass Communications Eurasian International University is conducting an additional intake of applicants!

Actors Who Died With Unfinished Roles

England U20 overpower France to be crowned world champions

Suspect arrested for ‘threatening to kill Trump and his VP pick JD Vance’ in Florida days after assassination attempt


Портативный ТСД корпоративного класса Saotron RT-T70

В городском округе Домодедово проведена агитационно-разъяснительная работа с населением о сохранности имущества.

Владислав Овчинский: жители дома на Радужной улице начали переезд в новостройку по программе реновации

В Московской области сотрудники Росгвардии задержали подозреваемого в краже партии товаров.


Conscript is an old school survival horror game where the horror is just that you're in World War 1

According to BioWare, Dragon Age: The Veilguard is the first entry in the series where "the combat's actually fun" and where characters are "intentionally" the focus of the storytelling, which seems pretty unfair on the first three games

Today's Wordle answer for Saturday, July 20

Интервью AppTime с компанией Innova: релиз Gran Saga в России, внутриигровая оплата и «Масленица» в корейской MMO


Фотомагазин PYN: ваш надійний партнер у світлі та фотографії


Бизнесмен вакцинировался от суда // Дело об особо крупной растрате рассмотрят в заочном режиме

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: С начала 2024 года 140 тысяч женщин и новорожденных Московского региона получили услуги по родовым сертификатам

Спортивные игры в СЛД "Москва-Сортировочная" филиала "Московский"

Адвокат Горшков: арест блогера Била не остановит его от новых пранков




Прощай, ЕС! Россия будет поставлять газ в Иран по сверхмощному трубопроводу

Баранины наелись все! В Джидинском районе прошел гастрофестиваль

Заинтересовавший Владимира Путина хит презентовали на радио

Владислав Овчинский: жители дома на Радужной улице начали переезд в новостройку по программе реновации


Захарова посоветовала Макрону искупаться в Сене

"360": заплыв X-Waters пройдет на Рузском водохранилище

В Москве госпитализировали актрису Нину Гуляеву

Зубр и Тургеневский дуб повысили туристическую привлекательность Орловской области у москвичей


Шнайдер прошла в финал турнира WTA в Будапеште

Теннисистка Мария Шарапова снялась без макияжа и укладки

Рафаэль Надаль вышел в финал турнира в Бостаде

Рафаэль Надаль проиграл в первом финале тура ATP в преддверии своей последней Олимпиады


Энергетики отремонтировали 1,3 километра ЛЭП в Воскресенске в июле

УМНЫЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ: ПРЕИМУЩЕСТВА ИСКУСТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА И 66-ЛЕТНЕГО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОПЫТА

Захарова посоветовала Макрону искупаться в Сене

Масштабный турнир прошел в Воскресенске в честь международного Дня шахмат


Музыкальные новости

Рэпер ST пообщался с молодёжью до начала фестиваля «Место силы — Владивосток»

Queen sensation и "Гангстер Мак": как интересно провести время в Ереване на этой неделе?

«Не способна»: Джигурда высказался о творческом потенциале Волочковой

Лоза объяснил, почему не закрывает комментарии в соцсетях



Бизнесмен вакцинировался от суда // Дело об особо крупной растрате рассмотрят в заочном режиме

Несколько авиарейсов в Томск задерживаются из-за тумана

Спортивные игры в СЛД "Москва-Сортировочная" филиала "Московский"

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: С начала 2024 года 140 тысяч женщин и новорожденных Московского региона получили услуги по родовым сертификатам


Shaman объяснил, почему выступил у посольства США в Москве

Запашный пришел поддержать Исмаилова перед боем с Минеевым

Семья сотрудника Улан-Удэнского ЛВРЗ одержала победу в федеральном конкурсе

Воскресным утром в Пулково задерживаются 14 рейсов


За сколько часов можно научиться вождению транспортного средства?

Владимирская область и Москва подписали контракт о создании нового производства

Транссибирская магистраль | 12) Биробиджан

В первом полугодии россияне чаще всего приобретали онлайн и страховали по каско автомобили Lada, Kia и Hyundai


Путин заверил Асада в поддержке РФ властей Сирии в отстаивании суверенитета

Что изменилось: как приобрести квартиру по льготной программе

Заинтересовавший Владимира Путина хит презентовали на радио

Путин утвердил ратификацию соглашения с Белоруссией о проспектах ценных бумаг





Бизнесмен вакцинировался от суда // Дело об особо крупной растрате рассмотрят в заочном режиме

Еще 2 детских сада и поликлинику построят в ЖК «Бригантина» в Долгопрудном

22 июля Всемирный день мозга. Отвечаем на популярные вопросы о когнитивных расстройствах

Секреты долголетия: 7 привычек долгожителей


Политолог Зеленков: Зеленский понимает, что Трамп прекратит помогать Киеву

Кличко отреагировал на снос усадьбы Зеленских в Киеве

Кличко снова разнёс Зеленского и предрёк ему политическое самоубийство

Кличко: любой шаг Зеленского чреват политическим суицидом


До конца июля анимационная компания «ЯРКО» проведет еще одно мероприятие в ТРЦ «Ривьера» – развлекательную программу по мотивам мультсериала «Команда МАТЧ» (‍27 июля).

Спортивные игры в СЛД "Москва-Сортировочная" филиала "Московский"

«Спартак» проиграл в первом матче РПЛ под руководством тренера Станковича

Министр спорта Забайкалья принял участие во Всероссийском семинаре-совещании по вопросу перспектив развития спортивной отрасли в Москве


В Белоруссии заявили, что Лукашенко может помиловать некоторых участников протестов

Александр Немец: из Пекина в Москву пришло жесткое указание "Вон из Беларуси!"

«Мы заякорились». Лукашенко призвал найти пути сотрудничества с Евросоюзом



Собянин: Началось строительство подъездной дороги к станции Кокошкино МЦД-4

Собянин рассказал о жизни Московского международного дома музыки

Сергей Собянин. Главное за день

Собянин: 24 объекта культнаследия восстановили инвесторы по городской программе


Станции зарядки электромобилей московского производителя могут появиться в Индии

Новый утильсбор в России изменит цены на автомобили

Транссибирская магистраль | 12) Биробиджан

Очистные сооружения от завода «ТехВодПолимер»


Масштабный турнир прошел в Воскресенске в честь международного Дня шахмат

"360": заплыв X-Waters пройдет на Рузском водохранилище

Зубр и Тургеневский дуб повысили туристическую привлекательность Орловской области у москвичей

Свыше 1800 электробусов обслуживают столичные маршруты


Спортсмен из сборной Архангельской области стал победителем масс-старте в Малиновке

В Архангельске стартовала Соловецкая регата

Собянин объявил о начале строительства станции метро "Рублево-Архангельское"

В Архангельской области обнаружили ручную гранату времен Великой Отечественной войны


В г.Геленджике состоялся Открытый чемпионат Краснодарского края по фланкировке казачьей шашкой, 2024г

«Июльский зной». Цены на «однушки» в Симферополе сильно подогрелись, но не закипели

Выставка-признание «Жизнь как струна».

Выставка-персоналия «Замечательный русский беллетрист» к 250-летию со дня рождения М.Н.Загоскина, русского писателя и драматурга


Энергетики отремонтировали 1,3 километра ЛЭП в Воскресенске в июле

Зубр и Тургеневский дуб повысили туристическую привлекательность Орловской области у москвичей

УМНЫЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ: ПРЕИМУЩЕСТВА ИСКУСТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА И 66-ЛЕТНЕГО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОПЫТА

Масштабный турнир прошел в Воскресенске в честь международного Дня шахмат












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
Рафаэль Надаль

Рафаэль Надаль вышел в финал турнира в Бостаде






Какой будет погода в Москве в течение недели?

Летний этап программы «SvetoCopy – в природе офиса» с Азаматом Мусагалиевым

Свыше 1800 электробусов обслуживают столичные маршруты

В Москве госпитализировали актрису Нину Гуляеву