एक खोज जो हरित हाइड्रोजन के उत्पादन के लिए ठोस ऑक्साइड इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाओं के व्यावसायीकरण को गति प्रदान करती है

हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था के अंतिम साकार होने के लिए ग्रीन हाइड्रोजन उत्पादन तकनीक बिल्कुल ज़रूरी है क्योंकि ग्रे हाइड्रोजन के विपरीत, ग्रीन हाइड्रोजन अपने उत्पादन के दौरान बड़ी मात्रा में कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन नहीं करता है। सॉलिड ऑक्साइड इलेक्ट्रोलाइटिक सेल (SOEC), जो पानी से हाइड्रोजन निकालने के लिए अक्षय ऊर्जा का उपयोग करते हैं, ध्यान आकर्षित कर रहे हैं क्योंकि वे प्रदूषक उत्पन्न नहीं करते हैं। इन तकनीकों में, उच्च तापमान वाले सॉलिड ऑक्साइड इलेक्ट्रोलाइटिक सेल में उच्च दक्षता और तेज़ उत्पादन गति के लाभ हैं।

प्रोटॉन सिरेमिक बैटरी एक उच्च तापमान वाली SOEC तकनीक है जो किसी सामग्री के भीतर हाइड्रोजन आयनों को स्थानांतरित करने के लिए प्रोटॉन सिरेमिक इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करती है। ये बैटरियां एक ऐसी तकनीक का भी उपयोग करती हैं जो ऑपरेटिंग तापमान को 700 डिग्री सेल्सियस या उससे अधिक से 500 डिग्री सेल्सियस या उससे कम कर देती है, जिससे सिस्टम का आकार और कीमत कम हो जाती है, और उम्र बढ़ने में देरी करके दीर्घकालिक विश्वसनीयता में सुधार होता है। हालाँकि, बैटरी निर्माण प्रक्रिया के दौरान अपेक्षाकृत कम तापमान पर प्रोटिक सिरेमिक इलेक्ट्रोलाइट्स को सिंटर करने के लिए जिम्मेदार प्रमुख तंत्र को स्पष्ट रूप से परिभाषित नहीं किया गया है, इसलिए इसे व्यावसायीकरण चरण में ले जाना मुश्किल है।

कोरिया विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी संस्थान के ऊर्जा सामग्री अनुसंधान केंद्र की अनुसंधान टीम ने घोषणा की है कि उन्होंने इस इलेक्ट्रोलाइट सिंटरिंग तंत्र की खोज की है, जिससे इसके व्यावसायीकरण की संभावना बढ़ गई है: यह उच्च दक्षता वाली सिरेमिक बैटरियों की एक नई पीढ़ी है, जिसकी खोज पहले नहीं की गई थी।

शोध दल ने इलेक्ट्रोड सिंटरिंग के दौरान इलेक्ट्रोलाइट घनत्व पर क्षणिक चरण के प्रभाव के आधार पर विभिन्न मॉडल प्रयोगों को डिजाइन और कार्यान्वित किया। उन्होंने पहली बार पाया कि क्षणिक इलेक्ट्रोलाइट से गैसीय सिंटरिंग सहायक सामग्री की एक छोटी मात्रा प्रदान करने से इलेक्ट्रोलाइट के सिंटरिंग को बढ़ावा मिल सकता है। गैस सिंटरिंग सहायक दुर्लभ हैं और तकनीकी रूप से निरीक्षण करना मुश्किल है। इसलिए, यह परिकल्पना कि प्रोटॉन सिरेमिक कोशिकाओं में इलेक्ट्रोलाइट घनत्व वाष्पीकरण सिंटरिंग एजेंट के कारण होता है, कभी प्रस्तावित नहीं किया गया है। शोध दल ने गैसीय सिंटरिंग एजेंट को सत्यापित करने के लिए कम्प्यूटेशनल विज्ञान का उपयोग किया और पुष्टि की कि प्रतिक्रिया इलेक्ट्रोलाइट के अद्वितीय विद्युत गुणों से समझौता नहीं करती है। इसलिए, प्रोटॉन सिरेमिक बैटरी की मुख्य विनिर्माण प्रक्रिया को डिजाइन करना संभव है।

शोधकर्ताओं ने कहा, "इस अध्ययन के साथ, हम प्रोटॉन सिरेमिक बैटरियों के लिए मुख्य विनिर्माण प्रक्रिया विकसित करने के एक कदम और करीब आ गए हैं।" हम भविष्य में बड़े क्षेत्र, उच्च दक्षता वाली प्रोटॉन सिरेमिक बैटरियों की विनिर्माण प्रक्रिया का अध्ययन करने की योजना बना रहे हैं।"