Tehnologija proizvodnje zelenog vodika je apsolutno neophodna za konačnu realizaciju vodikove ekonomije jer, za razliku od sivog vodika, zeleni vodik ne proizvodi velike količine ugljičnog dioksida tokom svoje proizvodnje. Elektrolitičke ćelije na bazi čvrstog oksida (SOEC), koje koriste obnovljivu energiju za izdvajanje vodika iz vode, privlače pažnju jer ne proizvode zagađivače. Među ovim tehnologijama, visokotemperaturne elektrolitičke ćelije na bazi čvrstog oksida imaju prednosti visoke efikasnosti i velike brzine proizvodnje.
Protonska keramička baterija je visokotemperaturna SOEC tehnologija koja koristi protonski keramički elektrolit za prijenos vodikovih iona unutar materijala. Ove baterije također koriste tehnologiju koja smanjuje radne temperature sa 700 °C ili više na 500 °C ili niže, čime se smanjuje veličina i cijena sistema, te poboljšava dugoročna pouzdanost odgađanjem starenja. Međutim, budući da ključni mehanizam odgovoran za sinterovanje protonskih keramičkih elektrolita na relativno niskim temperaturama tokom procesa proizvodnje baterije nije jasno definiran, teško je prijeći na fazu komercijalizacije.
Istraživački tim u Istraživačkom centru za energetske materijale pri Korejskom institutu za nauku i tehnologiju objavio je da su otkrili ovaj mehanizam sinterovanja elektrolita, što otvara mogućnost komercijalizacije: radi se o novoj generaciji visokoefikasnih keramičkih baterija koje ranije nisu otkrivene.
Istraživački tim je osmislio i proveo različite modelne eksperimente zasnovane na uticaju prelazne faze na zgušnjavanje elektrolita tokom sinterovanja elektroda. Po prvi put su otkrili da dodavanje male količine gasovitog pomoćnog materijala za sinterovanje iz prelaznog elektrolita može podstaći sinterovanje elektrolita. Gasoviti pomoćni materijali za sinterovanje su rijetki i tehnički ih je teško posmatrati. Stoga, hipoteza da je zgušnjavanje elektrolita u protonskim keramičkim ćelijama uzrokovano isparavajućim sredstvom za sinterovanje nikada nije predložena. Istraživački tim je koristio računarsku nauku kako bi provjerio gasovito sredstvo za sinterovanje i potvrdio da reakcija ne ugrožava jedinstvena električna svojstva elektrolita. Stoga je moguće dizajnirati proces proizvodnje jezgra protonske keramičke baterije.
„Ovom studijom smo korak bliže razvoju osnovnog proizvodnog procesa za protonske keramičke baterije“, rekli su istraživači. Planiramo u budućnosti proučavati proces proizvodnje protonskih keramičkih baterija velike površine i visoke efikasnosti.
Vrijeme objave: 08.03.2023.