Objev, který urychluje komercializaci pevných oxidových elektrolytických článků pro výrobu zeleného vodíku

Technologie výroby zeleného vodíku je pro případnou realizaci vodíkové ekonomiky naprosto nezbytná, protože na rozdíl od šedého vodíku zelený vodík při své výrobě neprodukuje velké množství oxidu uhličitého. Elektrolytické články s pevným oxidem (SOEC), které využívají obnovitelnou energii k extrakci vodíku z vody, přitahují pozornost, protože neprodukují škodliviny. Mezi těmito technologiemi mají vysokoteplotní elektrolytické články s pevným oxidem výhody vysoké účinnosti a vysoké rychlosti výroby.

Protonová keramická baterie je vysokoteplotní SOEC technologie, která využívá proton keramický elektrolyt k přenosu vodíkových iontů v materiálu. Tyto baterie také využívají technologii, která snižuje provozní teploty ze 700 °C nebo vyšší na 500 °C nebo nižší, čímž se snižuje velikost systému a cena a zlepšuje se dlouhodobá spolehlivost oddálením stárnutí. Protože však klíčový mechanismus zodpovědný za slinování protických keramických elektrolytů při relativně nízkých teplotách během procesu výroby baterie nebyl jasně definován, je obtížné přejít do fáze komercializace.

Výzkumný tým z Centra pro výzkum energetických materiálů na Korejském institutu vědy a technologie oznámil, že objevil tento mechanismus slinování elektrolytu, což zvyšuje možnost komercializace: jde o novou generaci vysoce účinných keramických baterií, které nebyly dosud objeveny. .

Výzkumný tým navrhl a provedl různé modelové experimenty založené na vlivu přechodné fáze na zhuštění elektrolytu při slinování elektrod. Poprvé zjistili, že poskytnutí malého množství plynného slinovacího pomocného materiálu z přechodného elektrolytu může podpořit slinování elektrolytu. Pomocná zařízení pro slinování plynu jsou vzácná a obtížně technicky pozorovatelná. Proto hypotéza, že zhuštění elektrolytu v protonových keramických článcích je způsobeno odpařujícím se slinovacím činidlem, nebyla nikdy navržena. Výzkumný tým použil výpočetní vědu k ověření plynného slinovacího činidla a potvrdil, že reakce nenarušuje jedinečné elektrické vlastnosti elektrolytu. Proto je možné navrhnout proces výroby jádra protonové keramické baterie.

"S touto studií jsme o krok blíže k vývoji základního výrobního procesu pro protonové keramické baterie," uvedli vědci. V budoucnu plánujeme studovat výrobní proces velkoplošných, vysoce účinných protonových keramických baterií."