La tecnología de producción de hidrógeno verde es absolutamente necesaria para la eventual realización de una economía del hidrógeno porque, a diferencia del hidrógeno gris, el hidrógeno verde no produce grandes cantidades de dióxido de carbono durante su producción. Las celdas electrolíticas de óxido sólido (SOEC), que utilizan energía renovable para extraer hidrógeno del agua, están llamando la atención porque no producen contaminantes. Entre estas tecnologías, las celdas electrolíticas de óxido sólido de alta temperatura tienen las ventajas de una alta eficiencia y una rápida velocidad de producción.
La batería de cerámica de protones es una tecnología SOEC de alta temperatura que utiliza un electrolito cerámico de protones para transferir iones de hidrógeno dentro de un material. Estas baterías también utilizan una tecnología que reduce las temperaturas de funcionamiento de 700 °C o más a 500 °C o menos, reduciendo así el tamaño y el precio del sistema y mejorando la confiabilidad a largo plazo al retrasar el envejecimiento. Sin embargo, como el mecanismo clave responsable de la sinterización de electrolitos cerámicos próticos a temperaturas relativamente bajas durante el proceso de fabricación de la batería no se ha definido claramente, es difícil pasar a la etapa de comercialización.
El equipo de investigación del Centro de Investigación de Materiales Energéticos del Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea anunció que ha descubierto este mecanismo de sinterización de electrolitos, lo que plantea la posibilidad de comercialización: se trata de una nueva generación de baterías cerámicas de alta eficiencia que no se habían descubierto antes. .
El equipo de investigación diseñó y llevó a cabo varios experimentos modelo basados en el efecto de la fase transitoria en la densificación del electrolito durante la sinterización de electrodos. Descubrieron por primera vez que proporcionar una pequeña cantidad de material auxiliar de sinterización gaseoso del electrolito transitorio puede promover la sinterización del electrolito. Los auxiliares de sinterización de gas son raros y técnicamente difíciles de observar. Por lo tanto, nunca se ha propuesto la hipótesis de que la densificación del electrolito en las celdas cerámicas de protones sea causada por el agente de sinterización vaporizante. El equipo de investigación utilizó ciencia computacional para verificar el agente de sinterización gaseoso y confirmó que la reacción no compromete las propiedades eléctricas únicas del electrolito. Por lo tanto, es posible diseñar el proceso de fabricación central de una batería cerámica de protones.
"Con este estudio, estamos un paso más cerca del desarrollo del proceso de fabricación central de baterías cerámicas de protones", dijeron los investigadores. Planeamos estudiar el proceso de fabricación de baterías cerámicas de protones de alta eficiencia y gran superficie en el futuro".
Hora de publicación: 08-mar-2023