La technologie de production d’hydrogène vert est absolument nécessaire à la réalisation éventuelle d’une économie de l’hydrogène car, contrairement à l’hydrogène gris, l’hydrogène vert ne produit pas de grandes quantités de dioxyde de carbone lors de sa production. Les cellules électrolytiques à oxyde solide (SOEC), qui utilisent des énergies renouvelables pour extraire l’hydrogène de l’eau, attirent l’attention car elles ne produisent pas de polluants. Parmi ces technologies, les cellules électrolytiques à oxyde solide à haute température présentent les avantages d’un rendement élevé et d’une vitesse de production rapide.
La batterie proton-céramique est une technologie SOEC haute température qui utilise un électrolyte proton-céramique pour transférer des ions hydrogène dans un matériau. Ces batteries utilisent également une technologie qui réduit les températures de fonctionnement de 700 °C ou plus à 500 °C ou moins, réduisant ainsi la taille et le prix du système et améliorant la fiabilité à long terme en retardant le vieillissement. Cependant, comme le mécanisme clé responsable du frittage des électrolytes céramiques protiques à des températures relativement basses au cours du processus de fabrication des batteries n’a pas été clairement défini, il est difficile de passer à l’étape de commercialisation.
L'équipe de recherche du Centre de recherche sur les matériaux énergétiques de l'Institut coréen des sciences et technologies a annoncé avoir découvert ce mécanisme de frittage d'électrolyte, soulevant ainsi la possibilité d'une commercialisation : il s'agit d'une nouvelle génération de batteries céramiques à haut rendement qui n'ont jamais été découvertes auparavant. .
L'équipe de recherche a conçu et réalisé diverses expériences modèles basées sur l'effet de la phase transitoire sur la densification de l'électrolyte lors du frittage des électrodes. Ils ont découvert pour la première fois que l’apport d’une petite quantité de matériau auxiliaire de frittage gazeux à partir de l’électrolyte transitoire pouvait favoriser le frittage de l’électrolyte. Les auxiliaires de frittage gazeux sont rares et difficiles à observer techniquement. Par conséquent, l’hypothèse selon laquelle la densification de l’électrolyte dans les cellules en céramique protonique est provoquée par l’agent de frittage par vaporisation n’a jamais été proposée. L’équipe de recherche a utilisé la science informatique pour vérifier l’agent de frittage gazeux et a confirmé que la réaction ne compromet pas les propriétés électriques uniques de l’électrolyte. Par conséquent, il est possible de concevoir le processus de fabrication de base d’une batterie proton-céramique.
"Avec cette étude, nous sommes sur le point de développer le processus de fabrication de base des batteries proton-céramique", ont déclaré les chercheurs. Nous prévoyons d’étudier à l’avenir le processus de fabrication de batteries en céramique protonique de grande surface et à haut rendement. »
Heure de publication : 08 mars 2023