Objav, ktorý urýchľuje komercializáciu elektrolytických článkov s pevným oxidom na výrobu zeleného vodíka

Technológia výroby zeleného vodíka je pre prípadnú realizáciu vodíkovej ekonomiky absolútne nevyhnutná, pretože na rozdiel od šedého vodíka zelený vodík pri svojej výrobe neprodukuje veľké množstvo oxidu uhličitého. Elektrolytické články s pevným oxidom (SOEC), ktoré využívajú obnoviteľnú energiu na extrakciu vodíka z vody, priťahujú pozornosť, pretože neprodukujú znečisťujúce látky. Medzi týmito technológiami majú vysokoteplotné elektrolytické články s pevným oxidom výhody vysokej účinnosti a vysokej rýchlosti výroby.

Protónová keramická batéria je vysokoteplotná technológia SOEC, ktorá využíva protónový keramický elektrolyt na prenos vodíkových iónov v materiáli. Tieto batérie tiež využívajú technológiu, ktorá znižuje prevádzkové teploty zo 700 °C alebo viac na 500 °C alebo menej, čím sa znižuje veľkosť systému a cena a zlepšuje sa dlhodobá spoľahlivosť oddialením starnutia. Keďže však kľúčový mechanizmus zodpovedný za spekanie protických keramických elektrolytov pri relatívne nízkych teplotách počas procesu výroby batérie nebol jasne definovaný, je ťažké prejsť do štádia komercializácie.

Výskumný tím vo Výskumnom stredisku energetických materiálov Kórejského inštitútu vedy a technológie oznámil, že objavil tento mechanizmus spekania elektrolytu, čo zvyšuje možnosť komercializácie: ide o novú generáciu vysokoúčinných keramických batérií, ktoré doteraz neboli objavené. .

Výskumný tím navrhol a uskutočnil rôzne modelové experimenty založené na vplyve prechodnej fázy na zhusťovanie elektrolytu počas spekania elektród. Prvýkrát zistili, že poskytnutie malého množstva plynného pomocného materiálu na spekanie z prechodného elektrolytu môže podporiť spekanie elektrolytu. Pomocné zariadenia na spekanie plynu sú zriedkavé a ťažko technicky pozorovateľné. Preto hypotéza, že zahusťovanie elektrolytu v protónových keramických článkoch je spôsobené odparujúcim sa spekacím činidlom, nebola nikdy navrhnutá. Výskumný tím použil výpočtovú vedu na overenie plynného spekacieho činidla a potvrdil, že reakcia neohrozuje jedinečné elektrické vlastnosti elektrolytu. Preto je možné navrhnúť proces výroby jadra protónovej keramickej batérie.

"Vďaka tejto štúdii sme o krok bližšie k vývoju základného výrobného procesu protónových keramických batérií," uviedli vedci. V budúcnosti plánujeme študovať výrobný proces veľkoplošných, vysoko účinných protónových keramických batérií.“