O descoperire care accelerează comercializarea celulelor electrolitice cu oxid solid pentru producerea de hidrogen verde

Tehnologia de producere a hidrogenului verde este absolut necesară pentru realizarea eventuală a unei economii a hidrogenului deoarece, spre deosebire de hidrogenul gri, hidrogenul verde nu produce cantități mari de dioxid de carbon în timpul producerii sale. Celulele electrolitice cu oxid solid (SOEC), care folosesc energie regenerabilă pentru a extrage hidrogenul din apă, atrag atenția deoarece nu produc poluanți. Printre aceste tehnologii, celulele electrolitice cu oxid solid la temperatură înaltă au avantajele unei eficiențe ridicate și viteze rapide de producție.

Bateria ceramică cu protoni este o tehnologie SOEC de înaltă temperatură care utilizează un electrolit ceramic cu protoni pentru a transfera ionii de hidrogen într-un material. Aceste baterii folosesc, de asemenea, o tehnologie care reduce temperaturile de funcționare de la 700 ° C sau mai mare la 500 ° C sau mai puțin, reducând astfel dimensiunea și prețul sistemului și îmbunătățind fiabilitatea pe termen lung prin întârzierea îmbătrânirii. Cu toate acestea, deoarece mecanismul cheie responsabil pentru sinterizarea electroliților ceramici protici la temperaturi relativ scăzute în timpul procesului de fabricare a bateriilor nu a fost clar definit, este dificil să trecem la etapa de comercializare.

Echipa de cercetare de la Centrul de Cercetare a Materialelor Energetice de la Institutul de Știință și Tehnologie din Coreea a anunțat că a descoperit acest mecanism de sinterizare a electroliților, ridicând posibilitatea comercializării: este o nouă generație de baterii ceramice de înaltă eficiență care nu au fost descoperite înainte. .

Echipa de cercetare a proiectat și efectuat diverse experimente model bazate pe efectul fazei tranzitorii asupra densificării electroliților în timpul sinterizării electrozilor. Ei au descoperit pentru prima dată că furnizarea unei cantități mici de material auxiliar de sinterizare gazos din electrolitul tranzitoriu poate promova sinterizarea electrolitului. Ajutoarele de sinterizare cu gaze sunt rare și greu de observat din punct de vedere tehnic. Prin urmare, ipoteza că densificarea electrolitului în celulele ceramice cu protoni este cauzată de agentul de sinterizare vaporizant nu a fost niciodată propusă. Echipa de cercetare a folosit știința computațională pentru a verifica agentul de sinterizare gazos și a confirmat că reacția nu compromite proprietățile electrice unice ale electrolitului. Prin urmare, este posibil să se proiecteze procesul de fabricație de bază al bateriei ceramice cu protoni.

„Cu acest studiu, suntem cu un pas mai aproape de dezvoltarea procesului de fabricație de bază pentru bateriile ceramice cu protoni”, au spus cercetătorii. Intenționăm să studiem în viitor procesul de fabricație a bateriilor ceramice cu protoni de înaltă eficiență, cu suprafețe mari.”