Учёные из Южной Кореи и Японии разработали новое кристаллическое вещество, способное управлять кислородом подобно дыханию. Оно выделяет и поглощает кислород по необходимости, что позволяет эффективно производить электричество из водорода с помощью топливных элементов.
Материал представляет собой оксид металла на основе стронция, железа и кобальта. При нагреве до сравнительно низкой температуры — около 400 °C — он может выделять кислород, а затем снова его захватывать. Это решает проблему традиционных твёрдооксидных топливных элементов (SOFC), которые требуют значительно более высоких температур и используют хрупкие материалы, быстро теряющие свойства.
Зачем это нужно
Новая разработка открывает возможности для расширения сферы применения топливных элементов, которые могут питать электромобили и стационарные генераторы почти без вредных выбросов. При этом долговечность и надёжность кристалла позволяют использовать его многократно без разрушения.
Потенциал технологии выходит далеко за рамки энергетики. «Дышащие» кристаллы можно применять в:
- электронике — для создания тепловых транзисторов, регулирующих теплоотвод;
- строительстве — в умных окнах, которые меняют прозрачность и регулируют теплообмен, помогая поддерживать комфортную температуру в помещении;
- новых материалах — для разработки «умных» систем, способных адаптироваться к условиям в реальном времени.
По словам профессора Хиромити Оты из Хоккайдского университета, это «важный шаг к созданию умных материалов, которые будут сами подстраиваться под окружающую среду».
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
