Rohelise vesiniku tootmistehnoloogia on vesinikumajanduse lõplikuks realiseerimiseks absoluutselt vajalik, sest erinevalt hallist vesinikust ei tooda roheline vesinik tootmise ajal suures koguses süsinikdioksiidi. Tahkeoksiid-elektrolüüsrakud (SOEC), mis kasutavad veest vesiniku eraldamiseks taastuvenergiat, on tähelepanu köitvad, kuna need ei tooda saasteaineid. Nende tehnoloogiate hulgas on kõrge temperatuuriga tahkeoksiid-elektrolüüsrakudel eelised kõrge efektiivsus ja kiire tootmiskiirus.
Prootonkeraamiline aku on kõrgtemperatuuriline SOEC-tehnoloogia, mis kasutab prootonkeraamilist elektrolüüti vesinikioonide ülekandmiseks materjali sees. Need akud kasutavad ka tehnoloogiat, mis alandab töötemperatuuri 700 °C-lt või kõrgemalt 500 °C-ni või madalamale, vähendades seeläbi süsteemi suurust ja hinda ning parandades pikaajalist töökindlust vananemise edasilükkamise kaudu. Kuna aga aku tootmisprotsessi käigus suhteliselt madalatel temperatuuridel protoonsete keraamiliste elektrolüütide paagutamise eest vastutavat peamist mehhanismi pole selgelt määratletud, on turustamisetappi keeruline liikuda.
Korea Teadus- ja Tehnoloogiainstituudi Energiamaterjalide Uurimiskeskuse uurimisrühm teatas, et on avastanud selle elektrolüütide paagutamise mehhanismi, mis suurendab kommertsialiseerimise võimalust: tegemist on uue põlvkonna ülitõhusate keraamiliste patareidega, mida pole varem avastatud.
Uurimisrühm kavandas ja viis läbi mitmesuguseid mudelkatseid, mis põhinesid siirdefaasi mõjul elektrolüüdi tihenemisele elektroodi paagutamise ajal. Nad leidsid esmakordselt, et väikese koguse gaasilise paagutamise abimaterjali lisamine siirdeelektrolüüdist võib soodustada elektrolüüdi paagutamist. Gaaspaagutamise abimaterjalid on haruldased ja tehniliselt raskesti jälgitavad. Seetõttu pole kunagi esitatud hüpoteesi, et elektrolüüdi tihenemine prootonkeraamilistes elementides on põhjustatud aurustuvast paagutusainest. Uurimisrühm kasutas arvutusteadust gaasilise paagutusaine kontrollimiseks ja kinnitas, et reaktsioon ei kahjusta elektrolüüdi ainulaadseid elektrilisi omadusi. Seetõttu on võimalik kujundada prootonkeraamilise aku südamiku tootmisprotsess.
„Selle uuringuga oleme sammu võrra lähemal prootonkeraamiliste akude põhitootmisprotsessi väljatöötamisele,“ ütlesid teadlased. Plaanime tulevikus uurida suure pindalaga ja suure tõhususega prootonkeraamiliste akude tootmisprotsessi.
Postituse aeg: 08.03.2023