การค้นพบที่ช่วยเร่งการจำหน่ายเซลล์อิเล็กโตรไลต์ออกไซด์แข็งในเชิงพาณิชย์เพื่อการผลิตไฮโดรเจนสีเขียว

เทคโนโลยีการผลิตไฮโดรเจนสีเขียวมีความจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับการบรรลุเศรษฐกิจไฮโดรเจนในที่สุด เพราะไฮโดรเจนสีเขียวไม่เหมือนกับไฮโดรเจนสีเทาตรงที่ไม่ได้ผลิตคาร์บอนไดออกไซด์จำนวนมากในระหว่างการผลิต เซลล์อิเล็กโทรลีติคโซลิดออกไซด์ (SOEC) ซึ่งใช้พลังงานทดแทนในการสกัดไฮโดรเจนจากน้ำ กำลังดึงดูดความสนใจเนื่องจากไม่ก่อให้เกิดมลพิษ ในบรรดาเทคโนโลยีเหล่านี้ เซลล์อิเล็กโทรไลต์โซลิดออกไซด์ที่อุณหภูมิสูงมีข้อดีคือประสิทธิภาพสูงและความเร็วในการผลิตที่รวดเร็ว

แบตเตอรี่โปรตอนเซรามิกเป็นเทคโนโลยี SOEC อุณหภูมิสูงที่ใช้อิเล็กโทรไลต์เซรามิกโปรตอนเพื่อถ่ายโอนไอออนไฮโดรเจนภายในวัสดุ แบตเตอรี่เหล่านี้ยังใช้เทคโนโลยีที่ช่วยลดอุณหภูมิในการทำงานจาก 700 ° C หรือสูงกว่า เหลือ 500 ° C หรือต่ำกว่า ซึ่งช่วยลดขนาดและราคาของระบบ และปรับปรุงความน่าเชื่อถือในระยะยาวด้วยการชะลออายุ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากกลไกสำคัญที่รับผิดชอบในการเผาอิเล็กโทรไลต์เซรามิกโปรติคที่อุณหภูมิค่อนข้างต่ำในระหว่างกระบวนการผลิตแบตเตอรี่ยังไม่ได้รับการกำหนดไว้อย่างชัดเจน จึงเป็นเรื่องยากที่จะย้ายไปยังขั้นตอนเชิงพาณิชย์

ทีมวิจัยที่ศูนย์วิจัยวัสดุพลังงานที่สถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งเกาหลีประกาศว่าพวกเขาได้ค้นพบกลไกการเผาผนึกอิเล็กโทรไลต์นี้ ซึ่งเพิ่มความเป็นไปได้ในการจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ โดยเป็นแบตเตอรี่เซรามิกประสิทธิภาพสูงรุ่นใหม่ที่ไม่เคยมีการค้นพบมาก่อน .

ทีมวิจัยได้ออกแบบและดำเนินการทดลองแบบจำลองต่างๆ โดยพิจารณาจากผลของเฟสชั่วคราวต่อความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์ระหว่างการเผาผนึกอิเล็กโทรด พวกเขาค้นพบเป็นครั้งแรกว่าการจัดหาวัสดุเสริมสำหรับการเผาผนึกที่เป็นก๊าซจำนวนเล็กน้อยจากอิเล็กโทรไลต์ชั่วคราวสามารถส่งเสริมการเผาผนึกของอิเล็กโทรไลต์ได้ สารช่วยการเผาผนึกด้วยแก๊สนั้นหาได้ยากและสังเกตได้ยากในทางเทคนิค ดังนั้นจึงไม่เคยเสนอสมมติฐานที่ว่าการเพิ่มความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์ในเซลล์โปรตอนเซรามิกมีสาเหตุมาจากสารเผาผนึกที่ทำให้กลายเป็นไอ จึงไม่เคยมีการเสนอ ทีมวิจัยใช้วิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์เพื่อตรวจสอบสารซินเทอร์ริ่งที่เป็นก๊าซ และยืนยันว่าปฏิกิริยาไม่กระทบต่อคุณสมบัติทางไฟฟ้าเฉพาะของอิเล็กโทรไลต์ ดังนั้นจึงสามารถออกแบบกระบวนการผลิตหลักของแบตเตอรี่โปรตอนเซรามิกได้

“จากการศึกษาครั้งนี้ เราเข้าใกล้การพัฒนากระบวนการผลิตหลักสำหรับแบตเตอรี่โปรตอนเซรามิกอีกก้าวหนึ่ง” นักวิจัยกล่าว เราวางแผนที่จะศึกษากระบวนการผลิตแบตเตอรี่โปรตอนเซรามิกในพื้นที่ขนาดใหญ่และประสิทธิภาพสูงในอนาคต"