Эрдэс түлш шатаахын оронд ашиглах устөрөгчийн түлшний элемент өндөр үр ашигтай, цэвэр эрчим хүчний эх үүсвэр боловч үйлдвэрлэл, ашиглалтын зардал өндөр, технологийн хүндрэлтэйгээс өргөн хэрэглээнд нэвтрээгүй байна. Гэвч Nature Materials сэтгүүлд наймдугаар сарын 8-нд нийтэлсэн судалгаагаар энэ байдал өөрчлөгдөх боломж ойртсоныг харууллаа.
Японы Кюүшюү их сургуулийн судлаачид хатуу ислийн түлшний шинэ төрлийн элемент (SOFC) бүтээжээ. Энэ нь устөрөгчийн хийг шууд эрчим хүч, ус болгон хувиргах өндөр үр ашигтай боловч ихээхэн халуун шаарддаг технологийн ажлын температурыг эрс бууруулсан байна. Одоогийн SOFC нь 700-800°C (1,292-1,472°F)-т ажиллах шаардлагатай байдаг бол шинэ элемент ердөө 300°C (572°F)-т ажиллана.
Судалгааны ахлах зохиогч, материалын инженер Ёшихиро Ямазаки
“Ажлын температурыг 300°C болгон бууруулах нь материалын өртгийг эрс багасгаж, хэрэглээний түвшний системүүдэд зам нээх болно.”
Шинэ технологийн гол өөрчлөлт нь электролит буюу протон дамжуулдаг керамик давхаргад хийгджээ. Судалгааны баг барийн станнат, барийн титанат гэсэн хоёр нэгдлийг сонгон, тэдгээрийг скандиа хэмээх химийн бодисоор допант хийснээр өндөр температурт ажилладаг SOFC-тэй дүйцэх үр ашгийг гаргаж чадсан байна.
Ямазакигийн тайлбарласнаар, скандиа нь хүчилтөрөгчийн атомтой холбогдон “өргөн, зөөлөн чичиргээтэй молекулын хурдны зам” үүсгэж, протоны урсгалыг ер бусын бага саадтай болгосон аж. Мөн эдгээр хоёр нэгдэл нь уламжлалт материалуудаас зөөлөн тул допант бодисыг илүү хялбар шингээдэг байна.
“Бид олон жилийн турш шийдэгдээгүй байсан шинжлэх ухааны зөрчлийг бодит шийдэл болгон хувиргаж, хямд устөрөгчийн эрчим хүчийг өдөр тутмын амьдралд ойртууллаа” гэж Ямазаки онцлов.
572°F нь хэвийн температуртай харьцуулахад өндөр боловч өмнөхөөс хоёр дахин бага үзүүлэлт бөгөөд энэ нь ирээдүйд температур, өртгийг цаашид бууруулах, улмаар устөрөгчийн түлшний элементийг өргөн хүрээнд нэвтрүүлэх том алхам юм.
Эх сурвалж:
