Истраживачи развијају прву горивну ћелију на свету од нерђајућег челика, способну да напаја паметне телефоне недељу дана и продужи време лета дроном за више од једног сата

Током протекле деценије, мобилна технологија је брзо напредовала. Паметни телефони, паметни сатови, камере и дронови постали су интелигентнији и моћнији него икада раније.

Међутим, развој ових технологија се увек суочавао са једним великим изазовом: снабдевањем енергијом.

Са иновативним применама челичних материјала, ово ограничење би ускоро могло бити превазиђено, стварајући нову генерацију енергетских решења за будуће електронске уређаје.

Дуље{0}}Технологија батерије

Истраживачи са Универзитета науке и технологије Поханг у Јужној Кореји, предвођени професором Гјеонг Ман Чоијем и докторским истраживачем Кун Јоонг Кимом, развили су нови тип горивих ћелија комбиновањем порозног нерђајућег челика са танким{0}}слојним електролитима и електродама са минималним термичким капацитетом.

Нови дизајн нуди бољу издржљивост и дужи радни век у поређењу са традиционалним литијум{0}}јонским батеријама.

Горива ћелија може да напаја паметни телефон недељу дана након једног пуњења.

Истраживачи су развили минијатурну горивну ћелију од чврстог оксида (СОФЦ) која може да обезбеди довољно енергије за рад паметних телефона отприлике недељу дана и дронова више од једног сата.

Такође су сугерисали да би на основу својих структурних предности, технологија потенцијално могла да се развије у веће и приступачније горивне ћелије за следећу{0}генерацију аутомобилских енергетских система.

Користећи оксидни електролит, горивна ћелија преноси јоне кисеоника на електроду горива, претварајући водоник у електричну енергију.

Традиционалне минијатурне горивне ћелије од чврстог оксида често користе силицијум као помоћни материјал. Међутим, термичка неусклађеност између силицијумских и електролитних материјала може довести до брзе деградације током рада.

Језгро од нерђајућег челика

Да би превазишао ова ограничења, професор Цхои је одабрао дизајн заснован на порозном нерђајућем челику.

У поређењу са структурама на бази силикона{0}}, дизајн од нерђајућег челика је побољшао перформансе и издржљивост горивих ћелија.

Према професору Чоију и његовом истраживачком тиму, нерђајући челик је одабран због одличне термодинамичке стабилности, механичке чврстоће и отпорности на реакције оксидације и редукције.

За напредне енергетске уређаје као што су микро-СОФЦ системи, избор материјала је критичан. Производи од нерђајућег челика као што је плоча од нерђајућег челика 304 се широко користе у прецизним апликацијама због своје уравнотежене отпорности на корозију, механичких својстава и производних перформанси.

У међувремену, плоча од нерђајућег челика 316 обезбеђује побољшану отпорност на корозију због свог садржаја молибдена, што је чини погодном за захтевнија окружења где је потребна стабилност материјала.

Напредна производња нерђајућег челика за енергетске примене

Минијатурна горивна ћелија је произведена коришћењем процеса ливења траке и ламинације (ТЦЛ), технике сличне 3Д штампању која омогућава прецизну производњу танкослојних-структура.

Употреба лима од нерђајућег челика омогућава инжењерима да развију лагане и високо прецизне компоненте уз задржавање чврстоће структуре.

За енергетске технологије следеће{0}}генерације, произвођачи све више захтевају материјале који комбинују:

• Висока чврстоћа
• Термичка стабилност
• Отпорност на корозију
• Прецизна контрола димензија

Ови захтеви чине нерђајући челик важним избором материјала за напредне електронске и{0}}пријаве повезане са енергијом.

Будућност преносиве енергије

Истраживање, објављено у Сциентифиц Репортс, показало је да танке{0}}филмске{1}}дизајниране минијатурне горивне ћелије од чврстог оксида (микро-СОФЦ) могу да постигну већу специфичну енергију и густину енергије.

Ако се успешно комерцијализује, ова технологија би могла делимично да замени литијумске батерије у преносивим електронским уређајима.

Истраживачи су објаснили да је ова технологија батерија погодна за преносиву електронику која захтева велику густину снаге и брз термални циклус.

Иако се очекује да паметни телефони, лаптопови, носиви уређаји и дронови буду главне апликације, потенцијална употреба се протеже далеко изван потрошачке електронике.

Будуће апликације би могле да обухватају ултра-лаке летелице као што је е-Галеб, паметне куће следеће-генерације, па чак и електрична возила као што је Тесла Модел 3.

Како се енергетске технологије настављају развијати, напредни материјали укључујући прецизне компоненте од нерђајућег челика, лимове од нерђајућег челика и плоче од нерђајућег челика ће наставити да подржавају иновације у горивним ћелијама, електроници и системима чисте енергије.