Techniki odwzorowania kwantowego otwieraja mozliwosci w zakresie ogniw paliwowych
Bardziej wydajne ogniwa paliwowe staną się wkrótce możliwe dzięki badaniom prowadzonym w Szwecji przez Królewski Instytut Technologii (KTH) w Sztokholmie, Uniwersytet w Uppsali i Uniwersytet w Linköping. Ogniwa paliwowe są priorytetem badawczym, ponieważ następuje w nich przemiana prostych surowców - wodoru i tlenu - w energię elektryczną, bez produktów ubocznych powodujących zanieczyszczenia; wytwarzana jest jedynie woda. Zespół posłużył się mechaniką kwantową do zbadania relacji pomiędzy strukturą atomową i zdolnością przenoszenia jonów tlenu. Jest to ważne, ponieważ wydajność ogniw paliwowych zależy od zdolności materiałów do transportowania jonów tlenu. Im szybciej transportowane są jony tlenu, tym większa jest wydajność ogniwa. Autorzy tej pracy, opublikowanej w czasopiśmie "Proceedings of the National Academy of Sciences of America" stwierdzają, że "wyniki ujawniają niezwykłą zgodność pomiędzy właściwościami wakansu na poziomie atomowym i makroskopowym przewodnictwem jonowym". Badania zespołu skoncentrowały się na materiale o nazwie tlenek ceru. Wydajność tej substancji jako kanału dla jonów tlenu zmienia się wskutek dodania niewielkich ilości substancji zanieczyszczających, znanych jako domieszki. Niektóre z tych domieszek mogą znacznie zwiększyć wydajność materiału. Zamiast przeprowadzać badania metodą prób i błędów, która jest powolna i kosztowna, zespół zastosował techniki modelowania kwantowego w celu szybkiego testowania materiałów. - Metody przez nas wykorzystywane w celu teoretycznego wyliczenia potencjału danego elementu w zakresie przenoszenia jonów umożliwiają nam testowanie o wiele więcej substancji niż poprzednio. Chociaż wyliczenia są bardzo czasochłonne, są zarówno szybsze, jak i tańsze niż rzeczywiste testowanie wszystkich tych materiałów - powiedział David Andersson z KTH. Bardziej wydajne materiały oznaczają również, że ogniwa paliwowe będą pracowały w niższych temperaturach. Obecne ogniwa działają w temperaturze około 1000 stopni Celsjusza. - Przy innych materiałach elektrolitycznych niż te, którymi dysponujemy obecnie, można by obniżyć temperaturę roboczą, i tym samym koszt materiałów związanych z ogniwami paliwowymi. Niższe temperatury stworzyłyby również szanse na powstanie przenośnych wersji ogniw paliwowych - powiedział Andersson.
Kraje
Szwecja