A tecnoloxía de produción de hidróxeno verde é absolutamente necesaria para a realización final dunha economía do hidróxeno porque, a diferenza do hidróxeno gris, o hidróxeno verde non produce grandes cantidades de dióxido de carbono durante a súa produción. As células electrolíticas de óxido sólido (SOEC), que empregan enerxía renovable para extraer hidróxeno da auga, están a chamar a atención porque non producen contaminantes. Entre estas tecnoloxías, as células electrolíticas de óxido sólido de alta temperatura teñen as vantaxes dunha alta eficiencia e unha rápida velocidade de produción.
A batería cerámica de protóns é unha tecnoloxía SOEC de alta temperatura que emprega un electrolito cerámico de protóns para transferir ións de hidróxeno dentro dun material. Estas baterías tamén empregan unha tecnoloxía que reduce as temperaturas de funcionamento de 700 °C ou superiores a 500 °C ou inferiores, o que reduce o tamaño e o prezo do sistema e mellora a fiabilidade a longo prazo ao atrasar o envellecemento. Non obstante, como o mecanismo clave responsable da sinterización de electrolitos cerámicos próticos a temperaturas relativamente baixas durante o proceso de fabricación da batería non se definiu claramente, é difícil pasar á fase de comercialización.
O equipo de investigación do Centro de Investigación de Materiais Enerxéticos do Instituto Coreano de Ciencia e Tecnoloxía anunciou o descubrimento deste mecanismo de sinterización de electrolitos, o que abre a posibilidade da súa comercialización: trátase dunha nova xeración de baterías cerámicas de alta eficiencia que non se descubriran antes.
O equipo de investigación deseñou e levou a cabo varios experimentos modelo baseados no efecto da fase transitoria na densificación do electrolito durante a sinterización dos eléctrodos. Descubriron por primeira vez que proporcionar unha pequena cantidade de material auxiliar de sinterización gasoso a partir do electrolito transitorio pode promover a sinterización do electrolito. Os auxiliares de sinterización gasoso son raros e difíciles de observar tecnicamente. Polo tanto, nunca se propuxo a hipótese de que a densificación do electrolito nas celas cerámicas de protóns sexa causada polo axente de sinterización vaporizador. O equipo de investigación utilizou a ciencia computacional para verificar o axente de sinterización gasoso e confirmou que a reacción non compromete as propiedades eléctricas únicas do electrolito. Polo tanto, é posible deseñar o proceso de fabricación central da batería cerámica de protóns.
«Con este estudo, estamos un paso máis preto de desenvolver o proceso central de fabricación de baterías cerámicas de protóns», afirmaron os investigadores. Planeamos estudar o proceso de fabricación de baterías cerámicas de protóns de gran superficie e alta eficiencia no futuro».
Data de publicación: 08-03-2023