Технологія виробництва зеленого водню абсолютно необхідна для остаточної реалізації водневої економіки, оскільки, на відміну від сірого водню, зелений водень не виробляє великої кількості вуглекислого газу під час свого виробництва. Твердооксидні електролітичні елементи (SOEC), які використовують відновлювану енергію для вилучення водню з води, привертають увагу, оскільки вони не виробляють забруднювачів. Серед цих технологій високотемпературні твердооксидні електролітери мають такі переваги, як висока ефективність і висока швидкість виробництва.
Протонна керамічна батарея — це високотемпературна технологія SOEC, яка використовує протонний керамічний електроліт для перенесення іонів водню всередині матеріалу. Ці батареї також використовують технологію, яка знижує робочу температуру з 700 °C або вище до 500 °C або нижче, таким чином зменшуючи розмір і ціну системи, а також покращуючи довгострокову надійність за рахунок затримки старіння. Однак, оскільки ключовий механізм, відповідальний за спікання протонних керамічних електролітів при відносно низьких температурах під час процесу виробництва батареї, не був чітко визначений, важко перейти до стадії комерціалізації.
Дослідницька група Центру дослідження енергетичних матеріалів Корейського науково-технічного інституту оголосила, що вони виявили цей механізм спікання електроліту, що підвищує можливість комерціалізації: це нове покоління високоефективних керамічних батарей, які раніше не були відкриті. .
Дослідницька група розробила та провела різні модельні експерименти, засновані на впливі перехідної фази на ущільнення електроліту під час спікання електродів. Вони вперше виявили, що надання невеликої кількості газоподібного допоміжного матеріалу для спікання з перехідного електроліту може сприяти спіканню електроліту. Допоміжні речовини для газового спікання є рідкісними, і технічно їх важко спостерігати. Таким чином, гіпотеза про те, що ущільнення електроліту в протонних керамічних комірках викликається випаровуючим спікаючим агентом, ніколи не висувалася. Дослідницька група використала обчислювальну техніку, щоб перевірити газоподібний спікаючий агент і підтвердила, що реакція не погіршує унікальні електричні властивості електроліту. Таким чином, можна розробити процес виробництва ядра протонної керамічної батареї.
«Завдяки цьому дослідженню ми на один крок наблизилися до розробки основного процесу виробництва протонних керамічних батарей», — заявили дослідники. У майбутньому ми плануємо вивчити процес виробництва протонних керамічних батарей великої площі з високою ефективністю».
Час публікації: 08 березня 2023 р