Los protones son la próxima gran novedad en lo que respecta a la tecnología de celdas de combustible. El intercambio subatómico produce energía a una escala que desafía la tecnología contemporánea de celdas de combustible de estado sólido, utilizada para ayudar a impulsar los transbordadores espaciales. Para realizar la tecnología basada en protones antes,un equipo internacional de investigadores ha desarrollado un material híbrido que transporta protones de manera efectiva a altas temperaturas y humedad, dos desafíos importantes en intentos anteriores.
Los resultados se publicaron el 19 de abril en Interfaces y materiales aplicados ACS , una revista de la American Chemical Society.
El equipo, dirigido por la Universidad de Tokio en Japón, se centró en un material llamado polioxometalatos POM, que previamente fabricaron en un compuesto con otro polímero y compuestos para ayudar a proporcionar estabilidad estructural.
"Los POM son atractivos como bloques de construcción para el diseño y la síntesis de nuevos materiales con propiedades y funciones deseables; pueden transportar protones de manera eficiente, por ejemplo, pero solo a bajas temperaturas y con baja humedad", dijo el autor del artículo Masahiro Sadakane.profesor de la Escuela de Graduados de Ciencias e Ingeniería Avanzadas de la Universidad de Hiroshima. "Desafortunadamente, queda un gran problema por resolver: nuestro compuesto se descompone a temperaturas y humedad más altas"
Para resolver este problema, los investigadores investigaron cómo ajustar mejor el compuesto encapsulando iones cargados positivamente en las cavidades internas del material. Los iones positivos, conocidos como cationes, ayudan a equilibrar los iones cargados negativamente, conocidos como aniones, para estabilizar la conductividad en un material..
Se decidieron por incorporar europio, un elemento metálico que es sólido a temperatura ambiente, en el material. El europio es particularmente atractivo para las moléculas de agua, que aporta oxígeno externo al material. Los protones se mueven a través del sistema uniéndose al oxígeno.más oxígeno, más conductor de protones es el proceso.
"Nuestro objetivo es producir materiales estables de alta conductividad de protones", dijo la autora del artículo, Sayaka Uchida, profesora asociada en el Departamento de Ciencias Básicas de la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Tokio. "Mediante un control preciso de los componentes,producimos tal material. "
El material continuó demostrando una alta conductividad de protones a temperaturas de 368 grados Kelvin 202,73 grados Fahrenheit y 50% de humedad. Los investigadores planean aumentar aún más la estabilidad y la conductividad de protones.
"Planeamos aumentar la estabilidad y la conductividad de los protones para que este material pueda usarse como electrolito en las celdas de combustible, mejorando su rendimiento", dijo Sadakane. "Este trabajo podría proporcionar una guía para el diseño de conductores de protones de estado sólido."
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Hiroshima . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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