By David Černý 
Největší technologické průlomy jsou někdy skryty ve zdánlivě jednoduchých jevech. Stačí se podívat na pevné palivové články, které byly po léta považovány za jednu z nejslibnějších technologií čisté energie, ale jejich praktické použití bylo blokováno extrémními teplotními požadavky. Až dosud potřeba pracovat při teplotách dosahujících 1000 ° C znamenala, že celé systémy byly ve výrobě nejen drahé, ale také v provozu, což účinně brání jejich širší implementaci. Ukazuje se však, že řešení tohoto problému může být blíže, než se zdálo.
Jak zavádí vodní pára palivové články v nové éře funkčnosti?
Tým vědců z Institutu vědy v Tokiu učinil zajímavý objev, který výrazně zlepšuje předsednictví kyslíkových iontů v keramických materiálech. Co je obzvláště zajímavé, klíčovým prvkem celého procesu je … vodní pára. Díky jeho použití bylo možné snížit provozní teplotu buněk na 500 ° C při zachování jejich výkonu. Speciální keramický materiál s poměrně komplikovaným názvem je srdce celého průlomu. Je to proto, že se jedná o oxid Bars-Niobo-Milibden, tj. Sloučenina patřící do perviánské skupiny, která má mimořádnou vlastnost.
Přečtěte si také: Čína vyřešila největší problém s jadernou energií. Tento reaktor je prakticky nezničitelný
Uvedený materiál v přítomnosti vodní páry zdvojnásobí jeho schopnost provádět kyslíkové ionty. Mechanismus účinku je opravdu fascinující, protože vodní pára absorbovaná do krystalické struktury poskytuje další kyslíkové ionty, které vytvářejí a rozkládají dimery, tj. Specifické dvojité jednotky. Usnadňují pohyb jiných iontů materiálem. Účinky jsou měřitelné a potvrzeny měřeními a to, co je důležité, kyslíkové ionty, nikoli protony, zůstávají hlavním nosičem. To je zásadní pro výkon celého systému, protože tato změna otevírá zcela nové možnosti technologie palivových článků.
Snížení provozní teploty o polovinu přináší specifické praktické výhody. Za prvé, materiály jsou degradovány pomaleji, což se promítá do prodloužení života celého systému. Kromě toho potřeba používat specializovanou, odolnou vůči extrémní teplotě katalyzátoru, která představovala významnou část výrobních nákladů. Právě tyto faktory mohou radikálně snížit jak výrobní náklady, tak i následné provoz odkazů.
Přečtěte si také: Důl v Turówu dostane druhý život. Transformace energie v polštině získává na síle
Výsledky výzkumu, publikované v časopise Journal of Materials Chemistry A, také ukazují, že předsednictví kyslíkových iontů ve vlhké atmosféře je trvale vyšší než za suchých podmínek. Počítačové simulace potvrdily, že je to způsobeno zvýšeným počtem dimerů vyplývajících z hydratace materiálu. Proto může být tento objev důležitý nejen pro samotný energetický sektor, ale také pro rozvoj materiální vědy. Při pohledu na to z širšího pohledu se takové iontové průvodce mohou stát důležitým prvkem budování vyváženější společnosti.
Přečtěte si také: Jste spokojeni s fotovoltaikou? Dokud se termín neobjeví neúprosně
Palivové články nejsou jen zdrojem čisté energie. Mohou také působit opačným směrem jako buňka pro parní elektrolýzu, čímž se produkují vodík. Nižší výrobní náklady mohou otevřít cestu širšímu využití této technologie v distribuované energii. Jak se však často děje s laboratorními průlomy, cesta od objevu k komercializaci může být dlouhá a hrbolatá. Navzdory slibným výsledkům stále existuje mnoho otázek o trvanlivosti takových řešení za reálných provozních podmínek a ekonomické ziskovosti hromadné výroby. Japonský objev nicméně ukazuje, že stojí za to hledat řešení na neznámých místech – někdy obyčejná vodní pára stačí ke změně budoucnosti celé technologie.