Sprawą zajęli się przedstawiciele Institute of Science Tokyo, którzy poszukiwali odpowiedniego kandydata na materiał odpowiedzialny za wydajny transport jonów tlenu. Ostatecznie postawili na rubid. O swoich działaniach piszą na łamach Chemistry of Materials. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, ta nowa technologia może okazać się kluczowa dla rozwoju ogniw paliwowych z tlenkiem stałym.
Czytaj też: Chiny przerażone? Te supertanie ogniwa sprawią, że drogie panele słoneczne przejdą do historii
Członkowie zespołu badawczego mówią o obniżaniu kosztów związanych z tymi urządzeniami oraz sprawieniu, że staną się one bardziej praktyczne. Już teraz cechują się wszechstronnością, ponieważ mogą dostarczać energii elektrycznej z wykorzystaniem różnego rodzaju paliw, z wodorem na czele. Dzięki tej elastyczności mogą być wyjątkowo niezawodnym źródłem energii, które sprawdzi się w każdych warunkach.
Ale żeby ludzkość była w stanie wdrożyć je na masową skalę, konieczne będzie uporanie się z kilkoma podstawowymi problemami. Jednym z największych ograniczeń blokujących popularyzację ogniw paliwowych z tlenkiem stałym były wysokie koszty ich produkcji. Poza tym inżynierowie musieli zmagać się z ich niską trwałością oraz koniecznością działania w wysokich temperaturach. W nowym wydaniu, związanym z rubidem, przynajmniej część tych problemów mogłaby zniknąć.
Ogniwa paliwowe na bazie rubidu opracowane przez japońskich naukowców cechują się wysoką wytrzymałością i możliwością działania w niższych od dotychczasowych temperaturach
Dzięki rubidowi jony tlenu mogą nie tylko swobodniej się przemieszczać, ale dodatkowo wymagają mniej energii, aby ten proces miał miejsce. Wykorzystując zaawansowane symulacje członkowie zespołu badawczego przeanalizowali kilkuset potencjalnych kandydatów i wybrali w ten sposób materiał w postaci Rb₅BiMo₄O₁₆. Później przyszła pora na testy, które miały wykazać, jak sprawdza się on w praktyce.
Czytaj też: Rosja rozpoczęła produkcję paliwa jądrowego. Wiemy, gdzie zostanie wykorzystane
Te potwierdziły jego przydatność, ponieważ pozostawał stabilny w różnych warunkach z zakresu wilgotności czy temperatury. Daje to realną nadzieję na projektowanie ogniw paliwowych z tlenkiem stałym, które byłyby tańsze, bardziej uniwersalne i trwalsze od obecnie dostępnych. Przewodność jonów tlenkowych wyniosła 0,14 mS/cm w temperaturze 300 stopni Celsjusza. Poza opisywanymi ogniwami rubid mógłby okazać się również przydatny w przypadku innych technologii, na przykład czujników bądź katalizatorów.