תגלית המאיץ את המסחור של תאים אלקטרוליטיים תחמוצת מוצק לייצור מימן ירוק

טכנולוגיית ייצור מימן ירוק היא הכרחית לחלוטין למימוש בסופו של דבר של כלכלת מימן מכיוון שבניגוד למימן אפור, מימן ירוק אינו מייצר כמויות גדולות של פחמן דו חמצני במהלך ייצורו. תאים אלקטרוליטיים של תחמוצת מוצק (SOEC), המשתמשים באנרגיה מתחדשת כדי להפיק מימן ממים, מושכים תשומת לב מכיוון שהם אינם מייצרים מזהמים. בין הטכנולוגיות הללו, לתאים אלקטרוליטיים תחמוצת מוצק בטמפרטורה גבוהה יש את היתרונות של יעילות גבוהה ומהירות ייצור מהירה.

סוללת הקרמיקה של פרוטון היא טכנולוגיית SOEC בטמפרטורה גבוהה המשתמשת באלקטרוליט קרמי פרוטון להעברת יוני מימן בתוך חומר. סוללות אלו משתמשות גם בטכנולוגיה שמפחיתה את טמפרטורות ההפעלה מ-700 מעלות צלזיוס ומעלה ל-500 מעלות צלזיוס ומטה, ובכך מפחיתה את גודל המערכת ומחירה, ומשפרת את האמינות לטווח ארוך על ידי עיכוב ההזדקנות. עם זאת, מכיוון שמנגנון המפתח האחראי לסינטור אלקטרוליטים קרמיים פרוטיים בטמפרטורות נמוכות יחסית במהלך תהליך ייצור הסוללות לא הוגדר בבירור, קשה לעבור לשלב המסחור.

צוות המחקר במרכז המחקר לחומרי אנרגיה במכון למדע וטכנולוגיה של קוריאה הודיע ​​כי גילו את מנגנון סינטר האלקטרוליטים הזה, מה שמעלה את האפשרות למסחור: מדובר בדור חדש של סוללות קרמיות בעלות יעילות גבוהה שלא התגלו בעבר. .

צוות המחקר תכנן וביצע ניסויי מודל שונים המבוססים על השפעת הפאזה החולפת על צפיפות האלקטרוליטים במהלך סינטר האלקטרודות. הם מצאו לראשונה כי אספקת כמות קטנה של חומר עזר סינטר גז מהאלקטרוליט החולף יכולה לקדם את הסינטר של האלקטרוליט. עזרי סינטר גז הם נדירים וקשים לצפייה טכנית. לכן, מעולם לא הוצעה ההשערה שצפיפות האלקטרוליטים בתאי קרמיקה פרוטונים נגרמת על ידי חומר הסינטר המאדה. צוות המחקר השתמש במדע חישובי כדי לאמת את חומר הסינטר הגז ואישר שהתגובה אינה פוגעת בתכונות החשמליות הייחודיות של האלקטרוליט. לכן, ניתן לתכנן את תהליך הייצור הליבה של סוללת קרמיקה פרוטון.

"עם המחקר הזה, אנחנו צעד אחד קרוב יותר לפיתוח תהליך ייצור הליבה של סוללות קרמיקה פרוטונים", אמרו החוקרים. אנו מתכננים ללמוד את תהליך הייצור של סוללות קרמיקה פרוטונים בעלות שטח גדול ויעילות גבוהה בעתיד."