La tecnologia de producció d'hidrogen verd és absolutament necessària per a la realització eventual d'una economia d'hidrogen perquè, a diferència de l'hidrogen gris, l'hidrogen verd no produeix grans quantitats de diòxid de carboni durant la seva producció. Les cèl·lules electrolítiques d'òxid sòlid (SOEC), que utilitzen energies renovables per extreure hidrogen de l'aigua, estan cridant l'atenció perquè no produeixen contaminants. Entre aquestes tecnologies, les cèl·lules electrolítiques d'òxid sòlid d'alta temperatura tenen els avantatges d'una alta eficiència i una velocitat de producció ràpida.
La bateria de ceràmica de protons és una tecnologia SOEC d'alta temperatura que utilitza un electròlit de ceràmica de protons per transferir ions d'hidrogen dins d'un material. Aquestes bateries també utilitzen una tecnologia que redueix les temperatures de funcionament de 700 ° C o superior a 500 ° C o inferior, reduint així la mida i el preu del sistema, i millorant la fiabilitat a llarg termini retardant l'envelliment. Tanmateix, com que el mecanisme clau responsable de sinteritzar electròlits ceràmics pròtics a temperatures relativament baixes durant el procés de fabricació de bateries no s'ha definit clarament, és difícil passar a l'etapa de comercialització.
L'equip d'investigació del Centre de Recerca de Materials Energètics de l'Institut de Ciència i Tecnologia de Corea va anunciar que han descobert aquest mecanisme de sinterització d'electròlits, augmentant la possibilitat de comercialització: es tracta d'una nova generació de bateries ceràmiques d'alta eficiència que no s'havien descobert abans. .
L'equip d'investigació va dissenyar i va dur a terme diversos experiments amb models basats en l'efecte de la fase transitòria sobre la densificació d'electròlits durant la sinterització d'elèctrodes. Van descobrir per primera vegada que proporcionar una petita quantitat de material auxiliar de sinterització gasós a partir de l'electròlit transitori pot promoure la sinterització de l'electròlit. Els auxiliars de sinterització de gas són rars i difícils d'observar tècnicament. Per tant, mai s'ha proposat la hipòtesi que la densificació d'electròlits a les cèl·lules ceràmiques de protons és causada per l'agent de sinterització vaporitzant. L'equip d'investigació va utilitzar la ciència computacional per verificar l'agent de sinterització gasós i va confirmar que la reacció no compromet les propietats elèctriques úniques de l'electròlit. Per tant, és possible dissenyar el procés de fabricació bàsic de la bateria de ceràmica de protons.
"Amb aquest estudi, estem un pas més a prop del desenvolupament del procés de fabricació bàsic de bateries ceràmiques de protons", van dir els investigadors. Tenim previst estudiar el procés de fabricació de bateries ceràmiques de protons de gran àrea i d'alta eficiència en el futur".
Hora de publicació: Mar-08-2023