Добавить новость

В Мытищах мужчина демонстрировал половой орган детям на спортплощадке

Из Подмосковья в Курскую область направили гуманитарную помощь

SamMobile: компания Samsung создала сгибаемый и тянущийся MicroLED-дисплей

Психолог Наумова: в «Клинике», «Шреке» и 3 других фильмах здоровые отношения



News in English


Новости сегодня

Новости от TheMoneytizer

Hexagonal Perovskite Oxides as Advanced Electrolytes for Protonic Ceramic Fuel Cells

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

Читайте на 123ru.net


Новости 24/7 DirectAdvert - доход для вашего сайта



Частные объявления в Вашем городе, в Вашем регионе и в России



Smi24.net — ежеминутные новости с ежедневным архивом. Только у нас — все главные новости дня без политической цензуры. "123 Новости" — абсолютно все точки зрения, трезвая аналитика, цивилизованные споры и обсуждения без взаимных обвинений и оскорблений. Помните, что не у всех точка зрения совпадает с Вашей. Уважайте мнение других, даже если Вы отстаиваете свой взгляд и свою позицию. Smi24.net — облегчённая версия старейшего обозревателя новостей 123ru.net. Мы не навязываем Вам своё видение, мы даём Вам срез событий дня без цензуры и без купюр. Новости, какие они есть —онлайн с поминутным архивом по всем городам и регионам России, Украины, Белоруссии и Абхазии. Smi24.net — живые новости в живом эфире! Быстрый поиск от Smi24.net — это не только возможность первым узнать, но и преимущество сообщить срочные новости мгновенно на любом языке мира и быть услышанным тут же. В любую минуту Вы можете добавить свою новость - здесь.




Новости от наших партнёров в Вашем городе

Ria.city

В Сети появилось последнее фото Дурова до задержания во Франции

Семак объяснил ничью с «Спартаком» «разбалансировкой состава»

Более 200 юных артистов из России и Беларуси стали участниками гала-концерта в Музее Победы

Футбольный клуб "Факел" обыграл "Оренбург" в матче РПЛ

Музыкальные новости

Премьеры прошлись по коридорам // Михаил Мишустин и Ли Цян провели переговоры

Газпром и правительство Калининградской области обсудили перспективы развития Калининградского ПХГ и газификацию региона

В Пулково второй день подряд задерживают 10 рейсов

Нахватал штрафов. Тайный внук Пугачевой гоняет по Москве на «Мерсе»

Новости России

В Москве мужчина ранил женщину в шею ножом из-за замечания на остановке

Стоимость криптовалюты Toncoin резко рухнула после задержания Дурова

Красота православных храмов (#453)

В Сети появилось последнее фото Дурова до задержания во Франции

Экология в России и мире

Новые звезды артистов, дизайнеров и предпринимателей зажглись на IV Фестивале “Красивый бизнес России – Мода. Музыка. Кино”

Chloé представил рекламную кампанию новой зимней коллекции

Дети-пациенты посетили спортивный развлекательный комплекс

Обувной бренд Katy Perry представил коллаборацию с Hello Kitty

Спорт в России и мире

В ATP выступили с заявлением о положительных допинг-тестах Синнера

Карацев победил Полманса и вышел в финал квалификации US Open

Александрова вышла в полуфинал турнира WTA-500 в Монтеррее

Екатерина Александрова уступила Лулу Сун в полуфинале турнира WTA-500 в Монтеррее

Moscow.media

Врач напомнила о вреде пристрастия к переработанному мясу из-за риска рака желудка

Банный день...

Следователями столичного СК раскрыто убийство женщины, совершенное 29 лет назад

Отделение СФР по Москве и Московской области предостерегает: не поддавайтесь на уловки мошенников!











Топ новостей на этот час

Rss.plus






Российский средний класс теперь представлен военными и работниками промышленности, но надолго ли?

Диетолог Соломатина заявила о большом количестве пестицидов в яблоках и клубнике

ЦСКА разгромно обыграл "Акрон" в матче РПЛ

Танцевальный рекорд с TODES: Москва завершает лето масштабным флешмобом в 20 парках