Qərbi Virciniya Universitetinin mühəndisləri günəş və külək enerjisi kimi axan və axan enerji mənbələrini idarə etmək üçün çeviklik və möhkəmliyə malik müasir elektrik şəbəkəsi qurmaq üçün elektrik enerjisinin saxlanması və ya istehsalı arasında keçid edə bilən, həmçinin sudan hidrogen yarada bilən yanacaq elementi dizayn edib uğurla sınaqdan keçiriblər.

Oxşar texnologiyalardan fərqli olaraq, yanacaq elementi yüksək gücdə uzun müddət sənaye miqyasında işləyərkən yaranan istilik və buxara tab gətirə bilir. Bundan əlavə, o, “protonik keramika elektrokimyəvi hüceyrə” adlanan potensial dəyərli enerji texnologiyası üçün mövcud dizaynlarla bağlı üç böyük problemi həll edir.

Tədqiqat Nature Energy jurnalında dərc olunub .

WVU Benjamin M. Statler Mühəndislik və Mineral Resurslar Kollecində tədqiqat üzrə dekan köməkçisi, material elmləri professoru tədqiqatçı Xingbo Liu izah etdi ki, PCEC-lər enerji saxlama və enerji istehsalı arasında keçid etdiyinə görə, onlar ABŞ-ın həddindən artıq yüklənmiş elektrik şəbəkəsi üçün xilasedici texnologiya ola bilər. bəndlər, eləcə də yaşayış günəş panelləri və hətta okean dalğaları.

Bununla belə, Liu bildirib ki, hazırkı PCEC dizaynları “yüksək buxar mühitlərində qeyri-sabitdir, təbəqələr arasında zəif əlaqələr var və onlar protonların keçirilməsi kimi kritik vəzifəni yerinə yetirirlər. Cavab olaraq, qrupumuz elektrolitləri birləşdirərək “uyğun şəkildə örtülmüş iskele” dizaynı qurduq və biz onu suda, temperaturda və düşmədə sabit olan elektrokatalizator təbəqəsi ilə örtüb möhürlədik. Protonlar, istilik və elektrik bütün quruluş boyunca hərəkət edə bilər.”

Onların prototipi elektroliz prosesi ilə elektrik və hidrogen istehsal etmək üçün molekulları parçalayaraq, 600 dərəcə Selsi və 40% rütubətdə 5000 saatdan çox iş gördü. Kiçik bir PCEC-nin eyni prosesi davamlı olaraq yerinə yetirdiyi əvvəlki ən uzun müddət 1,833 saat idi və bu halda zaman keçdikcə performans pisləşdi, Liu dedi.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=2793866484&adk=2520359048&adf=2636419947&pi=t.ma~as.2793866484&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1751526238&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fnews%2F2025-07-tough-fuel-cell-stabilize-power.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM3LjAuNzE1MS4xMjAiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNy4wLjcxNTEuMTIwIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNy4wLjcxNTEuMTIwIl0sWyJOb3QvQSlCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1751526236752&bpp=1&bdt=522&idt=937&shv=r20250630&mjsv=m202506260101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Dfdc40d724f2dca57%3AT%3D1735367325%3ART%3D1751526237%3AS%3DALNI_MYStQ6fUQQQLyo5Z7z1h-XhXcWBtA&gpic=UID%3D00000f80eacffadc%3AT%3D1735367325%3ART%3D1751526237%3AS%3DALNI_MYaOugky0UawScoidzfbXof3-N-iw&eo_id_str=ID%3D878d521b85743f4c%3AT%3D1751526237%3ART%3D1751526237%3AS%3DAA-AfjZCLruwaFzoQORvGPwXS3Y2&prev_fmts=0x0%2C1905x945&nras=2&correlator=492470984852&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2386&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95353387%2C95362656%2C95363434%2C95365225%2C95359265%2C31093246%2C95365107%2C95365116%2C31092548%2C95360684&oid=2&pvsid=4937735663473381&tmod=812641488&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=2043

“Bu texnologiya geniş miqyaslı tətbiqlər üçün hazır deyildi” dedi. “Müqayisə üçün, bizim uyğun örtülmüş iskele dizaynımız həm enerji saxlama , həm də enerji istehsalı rejimlərində o qədər yaxşı nəticə verdi ki, biz hidrogeni saxlamaq və elektroliz reaksiyalarında istifadə etmək üçün CCS hüceyrələrindən istifadə edən sistemin sınaq versiyasını da qurduq. Sistemimiz sabit qaldı. Bu rejimlər arasında rəvan və tez-tez irəli-geri keçid edərkən, hətta 12 saatlıq uzun müddət ərzində belə güc balansını əldə etdik . aralıq, davamlı enerji mənbələri daxil edin.”

İşə tədqiqat zamanı WVU doktorantı və postdoktoran tədqiqatçısı Hanchen Tian və o zaman WVU-nun tədqiqat köməkçisi professoru Wei Li rəhbərlik edirdi. Əlavə WVU töhfəçiləri Qingyuan Li, postdoktoral tədqiqat işçisi; Debangsu Bhattacharyya, GE Plastics Material Engineering professoru; və dosent Wenyuan Li.

“PCEC-lər elektrolitlər adlanan membranlardan və protonları təbəqələri vasitəsilə hərəkət etdirmək üçün oksigen elektrodları adlanan keçiricilərdən istifadə edirlər” dedi Tian. “Ancaq buxar indiki PCEC dizaynlarında elektrolitlərə daxil olur və zamanla onların sıradan çıxmasına səbəb olur. Başqa bir problem, elektrolitlər və elektrodların istilik altında fərqli şəkildə genişlənməsidir, buna görə də istifadə zamanı aralarındakı əlaqələr zəifləyir.”

WVU komandası, protonun hərəkətini asanlaşdıran örtükün suyu tutmasına kömək etmək üçün barium ionunu birləşdirdi. Onlar həmçinin sabit və düz qalan daha böyük CCS hüceyrələri istehsal etmək üçün nikel ionlarını birləşdirdilər. Və onların PCEC su buxarı ilə işlədiyi üçün təmizlənmiş su ilə deyil, duzlu su və ya aşağı keyfiyyətli su ilə təchiz oluna bilər.

“Bütün bunlar sənaye səviyyələrinə yüksəlmək vəd edir” dedi Tian. “Biz göstərdik ki, gərgin şəraitdə güclü və sabit qalacaq CCS yanacaq elementlərini geniş miqyasda düzəltmək mümkündür.”

Daha çox məlumat: Hanchen Tian et al, 5000 saat elektroliz dayanıqlılığı olan protonik keramika elektrokimyəvi hüceyrələr üçün suya davamlı Pr1.8Ba0.2NiO4.1 istifadə edərək uyğun örtüklü iskele dizaynı, Nature Energy (2025). DOI: 10.1038/s41560-025-01800-1

Jurnal məlumatı: Təbiət Enerjisi Qərbi Virciniya Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir