در حالی که منابع انرژی مانند باد و انرژی خورشیدی بزرگ در تولید گازهای گلخانه ای-رایگان برق آنها بستگی دارد خورشید و باد تا عرضه نمی کند و همیشه دیدار با تقاضا. نیز نیروگاه های هسته ای کار موثرتر در حداکثر ظرفیت به طوری که تولید برق نمی توان به راحتی یافت یا پایین برای مطابقت با تقاضا است.

در دهه های انرژی محققان سعی کرده اند به حل یکی از چالش های بزرگ: چگونه می توانم شما ذخیره برق مازاد پس از آن می شود منتشر شده بر روی شبکه هنگامی که آن را مورد نیاز است ؟

به تازگی محققان در آزمایشگاه ملی آیداهو کمک پاسخ به این چالش در حال توسعه جدید الکترود مواد برای یک سلول الکتروشیمیایی است که می تواند کارآمد تبدیل بیش از حد برق و آب به هیدروژن. هنگامی که تقاضا برای برق را افزایش می دهد الکتروشیمیایی سلول برگشت پذیر است, تبدیل هیدروژن را به برق شبکه. هیدروژن نیز می تواند مورد استفاده به عنوان سوخت برای گرما و وسایل نقلیه و یا برنامه های کاربردی دیگر.

این نتایج به نظر می رسد آنلاین این هفته در مجله Nature Communications.

محققان به مدت طولانی شناخته شده پتانسیل هیدروژن به عنوان یک منبع ذخیره انرژی و متوسط و گفت: دونگ دینگ ارشد ستاد مهندس/دانشمند و شیمیایی گروه سرب در INL.

“ذخیره سازی انرژی grand چالش با آن متنوع تحقیق و توسعه نیاز به افزایش فرصت های بیشتر برای هیدروژن گفت:” دینگ. “ما در حال هدف قرار دادن هیدروژن به عنوان انرژی متوسط موثر ذخیره انرژی است.”

دینگ و همکاران خود را بهبود یک نوع از سلول الکتروشیمیایی به نام protonic سرامیک الکتروشیمیایی سلول (PCEC) که با استفاده از برق به تقسیم بخار آب به هیدروژن و اکسیژن است.

اما در گذشته این دستگاه تا به حال محدودیت ها به خصوص این واقعیت است که آنها در دماهای بالا از 800 درجه سانتیگراد درجه حرارت بالا نیاز به مواد گران قیمت و در نتیجه تخریب سریع تر, ساخت سلول های الکتروشیمیایی هزینه سنگین.

در این مقاله دینگ و همکاران توصیف یک ماده جدید برای, اکسیژن, الکترود — هادی است که تسهیل تقسیم آب و اکسیژن در کاهش واکنش های به طور همزمان. بر خلاف اکثر سلول الکتروشیمیایی این مواد جدید — یک اکسید از یک ترکیب به نام پروسکایت — اجازه می دهد تا سلول تبدیل هیدروژن و اکسیژن به برق بدون هیدروژن اضافی.

قبلا دینگ و همکارانش توسعه 3D meshlike معماری برای الکترود ساخته شده است که بیشتر مساحت موجود برای تقسیم آب به هیدروژن و اکسیژن است. با هم این دو تکنولوژی — 3D مش الکترود و جدید الکترود مواد-اجازه برای خود پایدار و برگشت عملیات در 400 به 600 درجه سانتیگراد

“ما نشان داده امکان برگشت برداری از PCEC در چنین دماهای پایین برای تبدیل تولید هیدروژن در هیدرولیز حالت به برق بدون هیچ خارجی هیدروژن تغذیه در خود حفظ عملیات” دینگ گفت. “این یک گام بزرگ برای درجه حرارت بالا الکترولیز است.”

در حالی که در گذشته اکسیژن, الکترود انجام شده تنها الکترون ها و یون های اکسیژن جدید پروسکایت است “سه گانه انجام,” دینگ گفت: معنی آن را انجام الکترون و اکسیژن و یون ها و پروتون. در شرایط عملی سه گانه انجام الکترود به معنی واکنش اتفاق می افتد سریع تر و کارآمد بنابراین عامل دما را می توان کاهش می یابد در حالی که حفظ عملکرد خوب است.

برای دینگ و همکارانش ترفند بود تا بدانند چگونه برای اضافه کردن عنصر به پروسکایت الکترود مواد است که آن را به سه گانه انجام خواص — یک فرایند به نام دوپینگ. “ما با موفقیت نشان داده موثر دوپینگ استراتژی برای توسعه خوب سه گانه انجام اکسید را قادر می سازد که خوب همراه عملکرد در کاهش درجه حرارت گفت:” Hanping دینگ مواد دانشمند و مهندس برای آزمایشگاه ملی آیداهو شیمیایی پردازش ،

در آینده دونگ دینگ و همکارانش امید به ادامه بهبود الکتروشیمیایی همراه با ترکیب مواد نوآوری با برش لبه فرآیندهای تولید تا این فن آوری می توان در مقیاس صنعتی.

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.netshrtco.detny.im