Исследователи Materials в Технологическом институте штата Джорджия создали нановолокно, которое могло помочь позволить следующее поколение аккумуляторов и увеличить эффективность водородного производства от водного электролиза.В исследовании, которое было опубликовано 27 февраля по своей природе Коммуникации и спонсировалось Национальным научным фондом, исследователи описывают развитие двойного нановолокна перовскита, которое может использоваться в качестве очень эффективного катализатора в сверхбыстрых кислородных реакциях эволюции – один из основных электрохимических процессов в основанной на водороде энергии и более новых батареях металоговища.«Батареи металоговища, такие как те, которые могли привести электромобили в действие в будущем, в состоянии аккумулировать много энергии в намного меньшем космосе, чем текущие батареи», сказал Мэйлинь Лю, профессор Регентов в Школе Технологического института Джорджии Материаловедения и Разработки. «Проблема состоит в том, что батареи испытывают недостаток в прибыльном катализаторе, чтобы повысить их эффективность. Этот новый катализатор улучшит тот процесс».
Перовскит относится к кристаллической структуре катализатора, исследователи раньше формировали нановолокна.«Эта уникальная кристаллическая структура и состав жизненно важны для предоставления возможности лучшей деятельности и длительности для применения», сказал Лю.
Во время процесса synthetization исследователи использовали технику, названную настройкой состава – или «co-допинг» – чтобы улучшить внутреннюю деятельность катализатора приблизительно к 4,7 разам. Волокно окиси перовскита, сделанное во время процесса электровращения, составляло приблизительно 20 миллимикронов в диаметре – который к настоящему времени является самым тонким диаметром, сообщил для электропрявших нановолокон окиси перовскита.
Исследователи нашли, что новое вещество показало заметно увеличенную кислородную способность реакции эволюции когда по сравнению с существующими катализаторами. Нормализованная массой каталитическая деятельность нового нановолокна улучшилась приблизительно в 72 раза больше, чем начальный порошковый катализатор и в 2.5 раза больше, чем иридиевая окись, которую считают современным катализатором текущие стандарты.
То увеличение каталитической деятельности прибывает частично из большей площади поверхности, достигнутой с нановолокнами, сказали исследователи. Синтезирование структуры перовскита в нановолокно также повысило свою внутреннюю деятельность, которая также улучшилась, как эффективно это работало катализатором для кислородных реакций эволюции (OER).«Эта работа не только представляет продвижение в развитии очень эффективных и надежных электрокатализаторов для OER, но может также обеспечить понимание эффекта наноструктур на внутренней деятельности OER», написали исследователи.Вне его применимости в разработке перезаряжающихся металлических воздушных батарей новый катализатор мог также представлять следующий шаг в создании более эффективных технологий топливного элемента, которые могли помочь в создании систем возобновляемой энергии.
«Солнечный, ветер, геотермический – те становятся очень недорогими сегодня. Но проблема – те возобновляемые источники энергии, неустойчивы по своей природе», сказал Лю. «Когда нет никакого ветра, Вы не имеете никакой власти. Но что, если мы могли бы сохранить энергию от солнца или ветра, когда есть избыточная поставка. Мы можем использовать то дополнительное электричество, чтобы произвести водород и сохранить ту энергию для использования, когда нам нужен он».
Это – то, где новые катализаторы нановолокна могли иметь значение, сказал он.«Чтобы сохранить ту энергию, батареи все еще очень дорогие», сказал Лю. «Нам нужен хороший катализатор для водного электролиза, чтобы быть эффективными.
Этот катализатор может ускорить электрохимические реакции в разделении воды или металлических воздушных батареях».