Los investigadores desarrollan cristales hechos de hierro que respira oxígeno
Los científicos de la Universidad Nacional de Pasan y la Universidad de Hokkaido crean cristales hechos de hierro Material Puede absorber, liberar y respirar oxígeno. Usando componentes de óxido de metal que contienen estroncio, hierro y cobalto, las fórmulas químicas permiten que el material realice un ciclo de intercambio de oxígeno sin daño estructural.
Cuando los investigadores calientan los cristales en un entorno de gas controlado, se produce un proceso de liberación de oxígeno. Cristales hechos de átomos de oxígeno de descarga de hierro fuera de su estructura durante esta fase de calentamiento, y cuando las condiciones cambian, absorbe los átomos de oxígeno nuevamente en su estructura. Este ciclo se puede repetir varias veces sin degradar el cristal.
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Componentes de óxido de metal que funcionan a temperaturas más bajas
El proceso reversible permite que los cristales hechos de hierro respiren oxígeno intacto durante todo el ciclo y el proceso. Este es un gran avance, porque El científico De dos Universidad Después de un ciclo limitado, los materiales anteriores que realizan funciones similares generalmente se rompen. Como descubrieron, el material tiene una temperatura de funcionamiento más baja que los materiales de control de oxígeno existentes. La mayoría de los materiales actuales requieren temperaturas extremadamente altas para el intercambio de oxígeno, pero utilizando nuevos cristales, funciona más bajo que otros materiales.
Este proceso afecta solo a los iones de cobalto dentro de la estructura cristalina, mientras que otros iones metálicos permanecen sin cambios durante los ciclos de liberación y absorción de oxígeno. Es este comportamiento «selectivo» el que crea una formación de cristal estable lo que hace que los materiales de los investigadores sean diferentes de la estructura original. Cuando el oxígeno vuelve al sistema, el cristal vuelve a su forma inicial, lo que demuestra que el proceso funciona de manera ineficaz en ambas direcciones.
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Los científicos prueban los materiales en la ventana inteligente
El equipo de investigación ha probado cristales de hierro que pueden respirar oxígeno en una ventana inteligente. Descubrieron que el material cambia su transparencia en función de su contenido de oxígeno, con la versión rica en oxígeno que no aparece como transparente, mientras que la versión que consume oxígeno muestra un aumento en la transparencia. La aplicación de celdas de combustible también representa el uso potencial principal del material. Las celdas de combustible de óxido sólido se convierten en electricidad con emisiones mínimas, y los nuevos cristales pueden mejorar la eficiencia y la durabilidad de las celdas de combustible.
El material funciona a través de reacciones químicas controladas. El calentamiento elimina los átomos de oxígeno de posiciones de cristal específicas, enfriamiento o composición de gas cambiante permite que los átomos de oxígeno regresen a estas posiciones. Los científicos también han visto el uso de cristales hechos en hierro en aplicaciones electrónicas, que pueden incluir sensores de oxígeno y sistemas de separación de gases. Hasta ahora, a medida que el equipo ha estudiado cambios en las proporciones de metales para mejorar el rendimiento, la investigación continúa mejorando los métodos de composición y procesamiento de cristales. Su investigación futura también busca explorar otras aplicaciones y mejorar las propiedades del material para usos específicos.
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Diagrama esquemático de la respiración de oxígeno en nuevos cristales | Imagen cortesía del profesor Hyoungjeen Jeen, Universidad Nacional de Pasan, Corea del Sur
Información del proyecto:
Nombre: La selectividad de SRFE0.5CO0.5O2.5 epitaxial y su reversibilidad disminuye
El científico: Joonhyuk Lee, Yu-Seong Seo, Krishna Chaitanya Pitike, Gowoon Kim, Sangkyun Ryu, Hyeyun Chung, Su Ryang Park, Sangmoon Yoon, Younghak Kim, Valentino R. Cooper, Hiromichi Ohta, Jinhyung Cho, Hyoungjeen Jeen
mecanismo: Universidad Nacional de Pasan,,,,, Universidad de Hokkaido | @pusan.ac.kr,,,,, @Hokkaidouni
estudiar: aquí
