Ett forskarteam vid Uppsala universitet under ledning av professor Björgvin Hjörvarsson har upptäckt en ny mekanism för diffusion av väte i övergångsmetaller. Resultaten publiceras denna vecka i Physical Review Letters och är av betydelse för utvecklingen av exempelvis batterier och bränsleceller.
Väte är universums lättaste grundämne och mycket vanligt förekommande i olika material. För att uppnå hög effekt i exempelvis batterier och bränsleceller behövs snabb diffusion av väte i materialet. I material som utsätts för stora påfrestningar kan närvaron av väte däremot orsaka materialbristning, ibland med katastrofala konsekvenser som följd. Att förstå mekanismerna bakom diffusionen är därför av intresse för både tillämpningar och grundläggande förståelse av väte i material.

När väteatomer absorberas i metaller leder det till en lokal ”töjning” runt vätet. Denna töjning följer med vätet när det rör sig i metallen vid låga temperaturer och orsakar minskad rörlighet. Forskarna visar med hjälp av kvantmekaniska simuleringar att vid temperaturer över 300 grader C börjar väteatomerna röra sig så snabbt att dessa töjningar i metallen inte hinner följa med vätet. Detta leder till att vätet börjar röra sig ännu snabbare än vad som förväntas från klassiska beräkningar. Resultaten ger ny insikt i hur väte rör sig i material och hur vätets egenskaper ändras under olika förhållanden

– Beräkningarna tyder på att man kan få upp hastigheten på vätets diffusion, vilket är goda nyheter för dem som utvecklar batterier och bränsleceller, säger Andreas Blomqvist, forskare vid institutionen för fysik och astronomi vid Uppsala universitet.

Nästa steg är att testa beräkningarna experimentellt.

Läs artikeln i Physical Review Letter.

Filed under: SvenskTeknik