Учёные создали железный кристалл, который поглощает и отдаёт кислород

Исследователи из Пусанского национального университета в Южной Корее и Университета Хоккайдо в Японии синтезировали новый кристаллический материал на основе оксидов стронция, железа и кобальта, способный многократно поглощать и выделять кислород без разрушения структуры.

Материал функционирует через контролируемые температурные циклы в газовой среде. При нагревании кристалл высвобождает атомы кислорода из кристаллической решетки, а при изменении условий повторно их поглощает. Ключевая особенность процесса заключается в том, что изменения затрагивают исключительно ионы кобальта, тогда как ионы других металлов сохраняют стабильность.

Новый материал работает при значительно более низких температурах по сравнению с существующими кислородообменными системами. Предыдущие разработки требовали экстремально высоких температур и часто деградировали после ограниченного числа циклов.

Команда провела испытания кристалла в составе электрохромных окон. Материал демонстрирует изменение оптических свойств в зависимости от концентрации кислорода: насыщенная кислородом форма обладает пониженной прозрачностью, обедненная кислородом версия становится более прозрачной.

Исследователи определили потенциал применения в твердооксидных топливных элементах, где материал может повысить эффективность преобразования водорода в электричество. Дополнительные области использования включают кислородные сенсоры и газоразделительные системы.

Научная группа продолжает оптимизацию металлических соотношений в составе кристалла для улучшения эксплуатационных характеристик и исследует возможности интеграции в электронные устройства.