p The Journal of Alloys and Compounds publicou um artigo com co-autoria do Instituto de Química do Estado Sólido e Mecanoquímica (Ural Branch da Academia Russa de Ciências), o Donostia International Physics Center, e o Instituto de Eletrônica e Matemática HSE Tikhonov de Moscou sobre as características dos óxidos de perovskita dupla cúbica. A data, medições experimentais das características dos minerais não corresponderam aos resultados da modelagem teórica. O trabalho marca a primeira vez que pesquisadores se comprometem a explicar essa disparidade. Os dados obtidos permitirão aos pesquisadores aprimorar as tecnologias de células a combustível de baixa temperatura - uma das principais alternativas às atuais fontes de eletricidade. p Há um apoio crescente entre os pesquisadores para o uso de células de combustível em vez de baterias galvânicas mais conhecidas. Baterias típicas contêm quantidades limitadas de substâncias usadas para gerar eletricidade - uma vez que a bateria fica sem combustível, ele para de funcionar. Em células de combustível, combustível de hidrogênio se mistura com oxigênio para gerar eletricidade, aquecer, e água, com o combustível sendo alimentado de fora e o oxigênio retirado do ar. Isso significa que essas baterias podem operar desde que tenham uma fonte de alimentação estável. O único subproduto do processo é a água, o que torna as células uma alternativa ecologicamente correta às baterias à base de manganês ou zinco, que devem ser eliminados no final de sua vida.

p As células a combustível de óxido sólido (SOFCs) são uma tecnologia cada vez mais promissora. As células usam um material cerâmico (como o dióxido de zircônio) como eletrólito - um meio entre eletrodos carregados positivamente e negativamente. As vantagens das células de combustível de óxido sólido incluem alta eficiência, confiabilidade, a capacidade de ser alimentado por diferentes tipos de combustível, e um custo relativamente baixo.

p Além disso, ao contrário de outros tipos de células de combustível, As SOFCs não precisam necessariamente ser planas com um eletrólito entre os eletrodos. Eles podem assumir diferentes formas, como tubos através dos quais o ar ou combustível flui pelo lado interno, com outro gás fluindo ao longo do lado externo.

p As células a combustível de óxido sólido também têm uma desvantagem principal:elas requerem altas temperaturas (cerca de 500–1000 ° C) para sustentar as reações químicas necessárias. Catalisadores de platina caros são necessários para usar SOFCs em temperaturas mais baixas, o que aumenta imensamente o custo das células de combustível.

p Por esta razão, muitos pesquisadores têm procurado maneiras de diminuir as temperaturas de operação de células a combustível de óxido sólido sem comprometer a eficiência de sua geração de eletricidade. As áreas de pesquisa no campo incluem a pesquisa de catalisadores altamente ativos para as reações necessárias, o desenvolvimento de técnicas para sintetizar componentes SOFC, e a criação de materiais eficazes para eletrodos.

p Os pesquisadores propuseram o uso de minerais semelhantes à perovskita como eletrólitos com as propriedades necessárias para aplicação industrial. As perovskitas são uma classe de minerais compostos por dois íons carregados negativamente e um íon carregado positivamente ligados um ao outro. Os autores propuseram o uso de óxido complexo de molibdatos com a estrutura dupla de perovskita A ₂ MeMoO ₆ , onde A representa cálcio, estrôncio, ou bário, e Me representa metais 3d ou magnésio.

p As composições em que A =estrôncio e Me =magnésio ou níquel foram identificadas como as mais promissoras. Esses óxidos apresentam boa condutividade elétrica sob condições de redução, bem como uma tolerância a impurezas de enxofre e óxido de carbono no gás combustível.

p Apesar de seu apelo do ponto de vista prático, as propriedades de óxidos de molibdênio semelhantes a perovskita dupla, como Sr ₂ Mg _{1 − x} Ni _x MoO ₆ não são totalmente compreendidos. As medições experimentais das propriedades das substâncias diferem das previsões teóricas derivadas de modelagem computacional, que são eles próprios altamente dependentes das suposições iniciais e do código de software usado.

p Os autores do artigo fizeram a primeira tentativa de combinar a modelagem computacional do espectro eletrônico da substância com dados experimentais de como Sr ₂ Mg _1-x Ni _x MoO ₆ conduz corrente elétrica. Os resultados apóiam a natureza semicondutora de Sr ₂ Mg _1-x NixMoO ₆ condutividade. Como nos metais, o movimento de partículas carregadas em semicondutores gera uma corrente elétrica. Contudo, em metais, a presença de elétrons livres é devido à estrutura da substância e às ligações eletrônicas nos átomos, enquanto a presença de portadores de carga em semicondutores é determinada por vários fatores, as mais importantes são a pureza e a temperatura do semicondutor.

p Os pesquisadores concordam que os semicondutores podem ser usados ​​com eficácia como eletrólitos em células de combustível, graças às suas boas características eletroquímicas e alta condutividade iônica. Eles acreditam que estudos adicionais de óxidos semelhantes à perovskita dupla oferecerão novas oportunidades de uso desse material promissor em várias tecnologias de energia.