Tehnologija proizvodnje zelenog vodika prijeko je potrebna za eventualnu realizaciju vodikove ekonomije jer, za razliku od sivog vodika, zeleni vodik ne proizvodi velike količine ugljičnog dioksida tijekom svoje proizvodnje. Čvrste oksidne elektrolitičke ćelije (SOEC), koje koriste obnovljivu energiju za izdvajanje vodika iz vode, privlače pozornost jer ne proizvode zagađivače. Među ovim tehnologijama visokotemperaturne elektrolitičke ćelije s čvrstim oksidom imaju prednosti visoke učinkovitosti i velike brzine proizvodnje.
Proton keramička baterija je visokotemperaturna SOEC tehnologija koja koristi proton keramički elektrolit za prijenos vodikovih iona unutar materijala. Ove baterije također koriste tehnologiju koja smanjuje radne temperature sa 700 °C ili više na 500 °C ili niže, čime se smanjuje veličina i cijena sustava te poboljšava dugoročna pouzdanost odgodom starenja. Međutim, budući da ključni mehanizam odgovoran za sinteriranje protonskih keramičkih elektrolita na relativno niskim temperaturama tijekom procesa proizvodnje baterija nije jasno definiran, teško je prijeći u fazu komercijalizacije.
Istraživački tim Centra za istraživanje energetskih materijala pri Korejskom institutu za znanost i tehnologiju objavio je da je otkrio ovaj mehanizam sinteriranja elektrolita, povećavajući mogućnost komercijalizacije: to je nova generacija visokoučinkovitih keramičkih baterija koje dosad nisu bile otkrivene .
Istraživački tim dizajnirao je i izveo različite eksperimente na modelu temeljene na učinku prijelazne faze na zgušnjavanje elektrolita tijekom sinteriranja elektrode. Po prvi su put otkrili da davanje male količine plinovitog pomoćnog materijala za sinteriranje iz prolaznog elektrolita može pospješiti sinteriranje elektrolita. Pomoćna sredstva za plinsko sinteriranje rijetka su i tehnički ih je teško promatrati. Stoga hipoteza da je zgušnjavanje elektrolita u protonskim keramičkim ćelijama uzrokovano isparavajućim sredstvom za sinteriranje nikada nije predloženo. Istraživački tim upotrijebio je računalne znanosti kako bi provjerio plinovito sredstvo za sinteriranje i potvrdio da reakcija ne ugrožava jedinstvena električna svojstva elektrolita. Stoga je moguće dizajnirati osnovni proizvodni proces protonske keramičke baterije.
"S ovom studijom korak smo bliže razvoju procesa proizvodnje jezgre za protonske keramičke baterije", rekli su istraživači. U budućnosti planiramo proučiti proces proizvodnje protonskih keramičkih baterija velike površine, visoke učinkovitosti."
Vrijeme objave: 8. ožujka 2023