Технологията за производство на зелен водород е абсолютно необходима за евентуалното реализиране на водородна икономика, защото за разлика от сивия водород, зеленият водород не произвежда големи количества въглероден диоксид по време на производството си. Твърдооксидните електролитни клетки (SOEC), които използват възобновяема енергия за извличане на водород от водата, привличат вниманието, защото не произвеждат замърсители. Сред тези технологии, високотемпературните твърдооксидни електролитни клетки имат предимствата на висока ефективност и бърза скорост на производство.
Протонната керамична батерия е високотемпературна SOEC технология, която използва протонен керамичен електролит за пренасяне на водородни йони в материала. Тези батерии използват и технология, която намалява работните температури от 700°C или по-високи до 500°C или по-ниски, като по този начин намалява размера и цената на системата и подобрява дългосрочната надеждност чрез забавяне на стареенето. Тъй като обаче ключовият механизъм, отговорен за синтероването на протонни керамични електролити при относително ниски температури по време на производствения процес на батерията, не е ясно дефиниран, е трудно да се премине към етапа на комерсиализация.
Изследователският екип в Изследователския център за енергийни материали към Корейския институт за наука и технологии обяви, че е открил този механизъм за синтероване на електролити, което повишава възможността за комерсиализация: това е ново поколение високоефективни керамични батерии, които не са били откривани преди.
Изследователският екип е проектирал и провел различни моделни експерименти, базирани на ефекта на преходната фаза върху уплътняването на електролита по време на синтероване на електроди. Те за първи път откриха, че осигуряването на малко количество газообразен спомагателен материал за синтероване от преходния електролит може да насърчи синтероването на електролита. Спомагателните газови материали за синтероване са рядко срещани и трудни за наблюдение технически. Следователно, хипотезата, че уплътняването на електролита в протонните керамични клетки се причинява от изпаряващия се синтероващ агент, никога не е била предлагана. Изследователският екип използва изчислителна наука, за да провери газообразния синтероващ агент и потвърди, че реакцията не компрометира уникалните електрически свойства на електролита. Следователно е възможно да се проектира процесът на производство на ядрото на протонната керамична батерия.
„С това проучване сме с една крачка по-близо до разработването на основния производствен процес за протонни керамични батерии“, казаха изследователите. Планираме да проучим производствения процес на протонни керамични батерии с голяма площ и висока ефективност в бъдеще.“
Време на публикуване: 08 март 2023 г.