Les nouveaux conducteurs d’ions oxyde peuvent contribuer à un avenir plus respectueux de l’environnement

Une récente étude collaborative impliquant des scientifiques de l’Institut de technologie de Tokyo a découvert un conducteur d’ions stable à haute teneur en oxyde basé sur un nouvel oxyde hexagonal lié à la pérovskite.

Formation du chef d’orchestre

Les conducteurs d’ions oxyde ont reçu beaucoup d’attention pour leur utilisation en tant que sources d’énergie plus respectueuses de l’environnement. La présence d’ions oxyde hautement mobiles dans la structure cristalline confère à ces matériaux des propriétés électroniques uniques et a le potentiel d’être appliqué dans la conception de piles à combustible à oxyde solide (SOFC). Produit de l’énergie propre.

Scientifique de l’Institut de technologie de Tokyo (Institut de technologie de Tokyo), Institut de chimie de Kojundo, Organisation australienne des sciences et technologies nucléaires (ANSTO), ions d’oxyde solide à haute conductivité, stabilité chimique et électrique pour développer une SOFC efficace J’ai réalisé que j’avais besoin d’un conducteur .

Malheureusement, les conducteurs d’ions hydroxyde conventionnels ne présentent pas une conductivité suffisante en dessous de 700°C. Par conséquent, les chercheurs ont dû trouver un matériau alternatif avec une conductivité ionique élevée à basse température (300-600°C).

Heureusement, les oxydes de type pérovskite peuvent aider. En particulier, les dérivés de pérovskite hexagonale composés d’oxydes de baryum (Ba), de molybdène (Mo) et de niobium (Nb) présentent une conductivité ionique élevée. Cependant, les scientifiques ont remarqué que ce conducteur présente encore certains inconvénients. En effet, la quantité d’oxygène dans l’espace interstitiel de la structure cristalline requise pour une conduction élevée est encore faible, la conduction électronique dans l’atmosphère réductrice concurrence et inhibe la conduction ionique, et la technologie de diffraction ne peut pas éclairer. À propos du mécanisme de transfert d’oxygène sous-jacent.

Des études récentes publiées dans petit Nous nous sommes attaqués à ces questions et avons soutenu la recherche des chercheurs. Une équipe de scientifiques dirigée par le professeur Masatomo Yajima de l’Institut de technologie de Tokyo a développé un nouvel oxyde hexagonal lié à la pérovskite, le conducteur Ba7Ta3.7Mo1.3O20.15, qui présente une excellente perméabilité aux ions à moyenne et basse température.

« Notre objectif était de concevoir un matériau qui pourrait introduire beaucoup d’oxygène invasif dans la structure et présenter une conductivité élevée à des températures moyennes et basses. De plus, la conduction ionique est restée dominante dans l’atmosphère réductrice. Yashima a expliqué.

L’équipe de recherche a effectué une analyse structurelle du matériau en combinant les données de diffraction des rayons X et des neutrons synchrotron avec des calculs numériques. Ils ont découvert que l’introduction de tantale (Ta) dans la structure améliorait la stabilité et augmentait le nombre d’oxygène interstitiel par rapport à d’autres oxydes hexagonaux liés à la pérovskite. De plus, des analyses et des calculs ont montré que les ions Mo occupent préférentiellement la couche déficiente en oxygène responsable de la conduction des ions oxyde.

Résultats de l’enquête et énergie verte

L’équipe est satisfaite des découvertes sur le chef d’orchestre et le professeur Yashima est optimiste quant à leur impact pratique. « Les résultats de nos recherches peuvent fournir une stratégie efficace pour le développement et la commercialisation des SOFC », a-t-il commenté.

Développés par des scientifiques, ces conducteurs SOFC hautes performances ont le potentiel d’ouvrir la voie au développement d’électrolytes solides pour les batteries de nouvelle génération et les appareils à énergie propre. La demande croissante d’énergie propre et d’appareils haute performance à l’ère technologique moderne exige le développement de matériaux énergétiques alternatifs. Ainsi, les résultats prometteurs découverts par Yashima et son équipe promettent une ressource énergétique plus respectueuse de l’environnement, qui aura inévitablement un impact positif important sur l’environnement.

https://www.innovationnewsnetwork.com/new-oxide-ion-conductors-contribute-greener-future/16678/?utm_source=rss&utm_medium=rss&utm_campaign=new-oxide-ion-conductors-contribute-greener-future Nouveaux conducteurs d’ions oxyde peut contribuer à un avenir plus respectueux de l’environnement