Учени от Южна Корея и Япония създадоха изкуствен кристал, способен да абсорбира и освобождава кислород по начин, който наподобява човешкото дишане. Според публикация в OilPrice, това откритие може да бъде ключово за бъдещето на чистата енергия и енергийната ефективност.
„Кристал с бели дробове“
Материалът е изграден от оксид на стронций, желязо и кобалт. При нагряване в обикновена газова среда тънкослойният кристал освобождава кислород, а след това го абсорбира отново – процес, който може да се повтаря многократно без разрушаване на структурата.
„Все едно сме дали на кристала бели дробове – той може да вдишва и издишва кислород по команда,“ обяснява професор Хьонгджийн Джийн от Националния университет в Пусан, Южна Корея. Той е съавтор на изследването заедно с професор Хиромичи Ота от Университета Хокайдо, Япония.
Техните резултати, публикувани в Nature Communications, описват кристала със състав SrFe0.5Co0.5O2.5, който поддържа цикъла на „дишане“ при умерени температури около 400 °C (752 °F).
Пробив в устойчивостта
В природата свързването и освобождаването на кислород не е необичайно, но възпроизвеждането на този процес в лаборатория обикновено или бързо разрушава материалите, или изисква много високи температури. Това прави новия кристал толкова уникален – процесът се поддържа при умерени условия.
„Откритието е впечатляващо по два начина: намаляват се само кобалтовите йони, а процесът води до създаването на изцяло нова, но стабилна кристална структура. След повторно въвеждане на кислород първоначалната структура се възстановява,“ уточнява проф. Джийн.
Както отбелязва New Atlas, този пробив преодолява предизвикателството за работа при много по-високи температури и заменя други материали, които досега се оказваха твърде крехки за многократна употреба.
Приложения в чистата енергия
Заради своите характеристики кристалите могат да се използват в твърдооксидни горивни клетки, които произвеждат електричество от водород с минимални емисии. Такива клетки могат да удължат пробега на електрически автомобили, особено ако функционират при по-ниски температури.
Способността да се контролира кислородът може да намери приложение и в топлинни транзистори – устройства, които насочват топлината подобно на електрически ключове, както и в „умни прозорци“, които регулират топлопреминаването според времето. Както посочва Phys.org, това може да доведе до значително повишаване на енергийната ефективност на сградите – сектор, който в момента изразходва повече енергия от транспорта и индустрията взети заедно.
Екипът вече е тествал приложението в смарт прозорци. Според Design Boom, материалът променя прозрачността си в зависимост от съдържанието на кислород – обогатеният е по-малко прозрачен, а обедненият е по-прозрачен.
Учените предвиждат и потенциал в областта на електрониката – например кислородни сензори и системи за газова сепарация. „Това е голяма стъпка към реализирането на интелигентни материали, които могат да се адаптират в реално време,“ подчертава проф. Ота.
Според OilPrice, подобни технологии биха могли да окажат огромно въздействие върху климатичните цели.
Екипът от Южна Корея и Япония планира да усъвършенства състава на кристала и методите на обработка, за да повиши ефективността и издръжливостта му. Вече се експериментира с различни съотношения на металите, за да се подобри формулата SrFe0.5Co0.5O2.5.
Ако решите да подкрепите КритичноБГ, може да го направите тук. Предварително благодаря!
Дарения Revolut: @mariyatkwa
Дарения PayPal: @MariyanIvIvanov
