Các nhà nghiên cứu từ Phòng thí nghiệm nghiên cứu vật liệu nhiệt độ cao và chiếu xạ (CEMHTI) ở Trường Đại học Orléans (Pháp) đã tìm ra phương pháp kết tinh hoàn toàn bằng kính, để tổng hợp gốm sứ trong suốt đầu tiên có tính dẫn ion âm (anion). Công trình này, được xuất bản trong Tạp chí Hóa học Vật liệu A, mở đường cho sản xuất năng lượng sạch hơn.

Gốm sứ là vật liệu đa tinh thể có các đặc tính cơ khí, điện, từ, đặc biệt quang hoặc siêu dẫn và được sử dụng như vật liệu cách nhiệt hoặc các vật liệu che chắn điện hoặc lưu trữ dữ liệu, bộ phận giả... Để có được loại gốm linh hoạt này, các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu và phát triển trong 10 năm trong phòng thí nghiệm CEMHTI (Trường Đại học Orléans). Nhờ phương pháp này, các nhà nghiên cứu từ phòng thí nghiệm này đã sản xuất ra những sản phẩm gốm đầu tiên kết hợp tính dẫn điện anion và tính chất trong suốt để cho các ứng dụng năng lượng. Phương pháp thông thường để sản xuất gốm sứ trong suốt là sự thiêu kết dưới áp lực của các loại bột nano. Sự kết tinh từ một giai đoạn vô định hình (không kết tinh) như thủy tinh cho phép tổng hợp ở nhiệt độ vừa phải (<1000 °C) của giai đoạn kết tinh mới không thể tiếp cận ở nhiệt độ cao. 

Hơn nữa, do không có độ xốp và độ lưỡng tính thấp của cấu trúc thu được, gốm sứ được tổng hợp qua kênh thủy tinh trong suốt trong tia nhìn thấy được và gần hồng ngoại. Đây là những đồ gốm đầu tiên kết hợp các tính chất dẫn anion và độ trong suốt.

Bằng tính dẫn điện của chúng, vật liệu này có thể được sử dụng như các chất điện phân rắn trong các tế bào nhiên liệu oxit rắn (IT-SOFC) ở nhiệt độ trung gian, để sản xuất năng lượng ít gây ô nhiễm hơn thông thường ở nhiệt độ cao. Các ứng dụng cũng có thể được dự kiến trong các hệ thống tách nước làm cho hệ thống có thể có được hydro và oxy bằng cách phân tách qua làm nóng các nguyên tử tạo thành phân tử nước: đồ gốm trong suốt, truyền ánh sáng hấp thụ vào lõi của hệ thống, sẽ được đưa đến nhiệt độ cao bằng bức xạ mặt trời, do đó nâng cao hiệu quả và giảm tác động môi trường của các hệ thống này.

 

Theo NASATI