Тэхналогія вытворчасці зялёнага вадароду абсалютна неабходная для канчатковай рэалізацыі вадароднай эканомікі, таму што, у адрозненне ад шэрага вадароду, зялёны вадарод не вырабляе вялікай колькасці вуглякіслага газу падчас яго вытворчасці. Цвёрдааксідныя электралітычныя элементы (SOEC), якія выкарыстоўваюць аднаўляльныя крыніцы энергіі для здабывання вадароду з вады, прыцягваюць увагу, таму што яны не вырабляюць забруджвальных рэчываў. Сярод гэтых тэхналогій высокатэмпературныя цвёрдааксідныя электралітычныя элементы маюць такія перавагі, як высокая эфектыўнасць і хуткая вытворчасць.
Пратонна-керамічная батарэя - гэта высокатэмпературная тэхналогія SOEC, якая выкарыстоўвае пратонны керамічны электраліт для пераносу іёнаў вадароду ўнутры матэрыялу. Гэтыя акумулятары таксама выкарыстоўваюць тэхналогію, якая зніжае працоўныя тэмпературы з 700 °C або вышэй да 500 °C або ніжэй, тым самым памяншаючы памер і кошт сістэмы, а таксама паляпшаючы доўгатэрміновую надзейнасць за кошт затрымкі старэння. Аднак, паколькі ключавы механізм, адказны за спяканне пратонных керамічных электралітаў пры адносна нізкіх тэмпературах у працэсе вытворчасці акумулятара, не быў дакладна вызначаны, цяжка перайсці да этапу камерцыялізацыі.
Даследчая група Цэнтра даследаванняў энергетычных матэрыялаў пры Карэйскім інстытуце навукі і тэхналогій абвясціла, што яны выявілі гэты механізм спякання электраліта, што павялічвае магчымасць камерцыялізацыі: гэта новае пакаленне высокаэфектыўных керамічных батарэй, якія раней не былі адкрыты .
Даследчая група распрацавала і правяла розныя мадэльныя эксперыменты, заснаваныя на ўплыве пераходнай фазы на ўшчыльненне электраліта падчас спякання электродаў. Яны ўпершыню выявілі, што невялікая колькасць газападобнага дапаможнага матэрыялу для спякання з пераходнага электраліта можа спрыяць спяканню электраліта. Газавыя дапаможныя рэчывы для спякання сустракаюцца рэдка, і іх цяжка назіраць тэхнічна. Такім чынам, гіпотэза аб тым, што ўшчыльненне электраліта ў пратонных керамічных элементах выклікана выпараючым спякаючым агентам, ніколі не прапаноўвалася. Даследчая група выкарыстала вылічальную навуку для праверкі газападобнага агента спякання і пацвердзіла, што рэакцыя не шкодзіць унікальным электрычным уласцівасцям электраліта. Такім чынам, можна спраектаваць асноўны працэс вытворчасці пратоннай керамічнай батарэі.
"З дапамогай гэтага даследавання мы на крок бліжэй да распрацоўкі асноўнага працэсу вытворчасці пратонных керамічных батарэй", - заявілі даследчыкі. У будучыні мы плануем вывучыць працэс вытворчасці высокаэфектыўных пратонных акумулятараў вялікай плошчы».
Час публікацыі: 8 сакавіка 2023 г