澳洲幸运5是哪个国家的(www.a55555.net):压力对燃料电池的影响有多大?增加2%传导速度将下降99.999%

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九州大学的研究人员报告说,当沉积在一个表面上时,原子之间的距离仅减少2%所导致的应变会导致材料传导速度大幅下降99.999%,大大降低了固体氧化物的性能。


开发减少这种压力的方法,将有助于在未来为更多的家庭带来用于清洁能源生产的高性能燃料电池。



燃料电池能够从氢和氧中发电,同时只排放水作为“废物”,它依靠电解质将氢或氧分子分裂产生的离子从设备的一侧转移到另一侧。


虽然电解质这个术语可能经常让人联想到液体和运动饮料,但它们也可以是固体。对于燃料电池,研究人员对基于陶瓷和固体氧化物的电解质特别感兴趣,固体氧化物是由氧和其他原子组成的硬材料,可以传导正氢离子,也称为质子。


这种传导质子的固体氧化物不仅比液体和聚合物膜更耐用,而且可以在300到600℃的中等温度范围内工作,这低于它们传导氧离子的对应物。


提高效率的一个关键是让质子尽快通过电解质与氧发生反应。


理论上,性能优异的材料,当用于固体氧化物燃料电池时,应该会产生优异的性能,但实际性能往往要低得多。


现在,研究人员认为他们通过调查电解质与引发反应的电极相遇时发生的情况知道了原因。

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单个材料的特性通常是在不受周围层影响的条件下测量的,然而,当一个氧化层在一个表面上生长时,它的原子经常需要重新调整以适应下面表面的属性,从而导致与主体的差异。


在他们的研究中,研究人员专注于一种被称为BZY20的有前途的氧化物,它是钇、钡、锆和钇的组合氧原子。BYZ20形成了一种具有普通结构的晶体,这种晶体适合于立方体,并随着氧化物的生长而在表面上反复出现。


通过观察不同厚度的样品,他们发现这个立方体边缘的原子在氧化物和表面之间的界面上比在远离表面的层中靠近2%。此外,这种压缩应变将质子传导率降低到大块样品中的近1/100,000。


仅仅2%的变化,听起来可能微不足道,但在原子级互动的设备中,它会产生巨大的影响。


随着层的增加,这种压缩应变慢慢减少,立方体最终达到远离界面的最佳尺寸。但是,尽管远离地表的电导率可能很高,但损害已经造成了。


当计算预期性能时,考虑这种降低的电导率导致与实际燃料电池性能一致的值,表明应变可能在降低性能中起作用。


虽然我们有很好的单个材料,但在设备中组合它们时保持它们的特性是至关重要的。


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