Звучит как название книги из фантастического сериала Гарри Гаррисона о похождениях «Стальной Крысы». Действительно, нержавеющая сталь может стать основой для мембраны в новой топливной ячейке.
Пхоханский университет науки и технологии (Южная Корея) предложил ещё один вариант строения топливной ячейки повышенной мощности и высокой надёжности. Подобные ячейки, уверены разработчики, могут решить проблему недостаточной ёмкости литиево-ионных аккумуляторов для новых сфер применения. Это дроны, смартфоны и даже электромобили. Новая технология позволяет создавать топливные ячейки в широком диапазоне типоразмеров. «Стальные батарейки» обеспечат длительность полёта миниатюрным БПЛА не менее одного часа, а смартфонам дадут возможность без подзарядки работать до одной недели.
Как известно, в топливной ячейке происходит химическая реакция по превращению водорода (или другого вещества, например, метилового спирта) в электричество путём кислородно-ионной миграции в электролите к электроду батареи. Современные мембраны для электродов делаются в ходе литографического техпроцесса на кремниевой подложке. Кремний плохо переносит быстрые смены температуры, которыми сопровождаются процессы разряда батареи под большой нагрузкой. Проще говоря, повышенные токи быстро «убьют» топливную ячейку.
Чтобы повысить надёжность мембраны (и ячейки) учёные предложили делать её основу из пористой нержавеющей стали. Сталь легко выдерживает высокие температуры и устойчива к коррозии, которая неизбежно возникают в процессе постоянно идущих в топливной ячейке окислительно-восстановительных реакций. Новая ячейка получила название SOFC (solid oxide fuel cell).
В процессе изготовления мембраны на сталь наносится тонкоплёночное покрытие из оксида определённого материала. Сталь выступает как подложка (субстрат), а оксидная плёнка играет роль электрода. Получается двойной газонепроницаемый слой, устойчивый к сильным перепадам рабочих температур. Утверждается, что это первая в мире подобная топливная ячейка. Плотность энергии в опытном экземпляре достигает 560 мВт/кв. см. при температуре 550 градусов по Цельсию. Детальная статья с описанием процессов доступна на сайте Nature.
