हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था की प्राप्ति के लिए हरित हाइड्रोजन उत्पादन तकनीक अत्यंत आवश्यक है, क्योंकि धूसर हाइड्रोजन के विपरीत, हरित हाइड्रोजन के उत्पादन के दौरान बड़ी मात्रा में कार्बन डाइऑक्साइड का उत्सर्जन नहीं होता है। जल से हाइड्रोजन निकालने के लिए नवीकरणीय ऊर्जा का उपयोग करने वाली ठोस ऑक्साइड इलेक्ट्रोलाइटिक सेल (SOEC) प्रदूषक उत्पन्न न करने के कारण ध्यान आकर्षित कर रही हैं। इन तकनीकों में, उच्च तापमान वाली ठोस ऑक्साइड इलेक्ट्रोलाइटिक सेल उच्च दक्षता और तीव्र उत्पादन गति के लाभ प्रदान करती हैं।
प्रोटॉन सिरेमिक बैटरी एक उच्च-तापमान SOEC तकनीक है जो किसी पदार्थ के भीतर हाइड्रोजन आयनों के स्थानांतरण के लिए प्रोटॉन सिरेमिक इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करती है। ये बैटरियां एक ऐसी तकनीक का भी उपयोग करती हैं जो परिचालन तापमान को 700°C या उससे अधिक से घटाकर 500°C या उससे कम कर देती है, जिससे सिस्टम का आकार और कीमत कम हो जाती है और उम्र बढ़ने की प्रक्रिया में देरी करके दीर्घकालिक विश्वसनीयता में सुधार होता है। हालांकि, बैटरी निर्माण प्रक्रिया के दौरान अपेक्षाकृत कम तापमान पर प्रोटॉन सिरेमिक इलेक्ट्रोलाइट्स के सिंटरिंग के लिए जिम्मेदार मुख्य तंत्र को अभी तक स्पष्ट रूप से परिभाषित नहीं किया गया है, इसलिए इसके व्यावसायीकरण के चरण तक पहुंचना मुश्किल है।
कोरिया इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी के एनर्जी मैटेरियल्स रिसर्च सेंटर की शोध टीम ने घोषणा की है कि उन्होंने इस इलेक्ट्रोलाइट सिंटरिंग तंत्र की खोज की है, जिससे व्यावसायीकरण की संभावना बढ़ जाती है: यह उच्च दक्षता वाली सिरेमिक बैटरी की एक नई पीढ़ी है जिसकी खोज पहले कभी नहीं की गई थी।
शोध दल ने इलेक्ट्रोड सिंटरिंग के दौरान इलेक्ट्रोलाइट के सघनता पर क्षणिक चरण के प्रभाव के आधार पर विभिन्न मॉडल प्रयोगों को डिज़ाइन और संचालित किया। उन्होंने पहली बार पाया कि क्षणिक इलेक्ट्रोलाइट से थोड़ी मात्रा में गैसीय सिंटरिंग सहायक पदार्थ प्रदान करने से इलेक्ट्रोलाइट की सिंटरिंग को बढ़ावा मिल सकता है। गैसीय सिंटरिंग सहायक पदार्थ दुर्लभ हैं और तकनीकी रूप से इनका अवलोकन करना कठिन है। इसलिए, यह परिकल्पना कि प्रोटॉन सिरेमिक सेल में इलेक्ट्रोलाइट का सघनता वाष्पीकरण करने वाले सिंटरिंग एजेंट के कारण होता है, पहले कभी प्रस्तावित नहीं की गई थी। शोध दल ने गैसीय सिंटरिंग एजेंट को सत्यापित करने के लिए कम्प्यूटेशनल विज्ञान का उपयोग किया और पुष्टि की कि यह प्रतिक्रिया इलेक्ट्रोलाइट के अद्वितीय विद्युत गुणों को प्रभावित नहीं करती है। इसलिए, प्रोटॉन सिरेमिक बैटरी की कोर निर्माण प्रक्रिया को डिज़ाइन करना संभव है।
शोधकर्ताओं ने कहा, "इस अध्ययन के साथ, हम प्रोटॉन सिरेमिक बैटरी के मूल निर्माण प्रक्रिया को विकसित करने के एक कदम और करीब आ गए हैं। हम भविष्य में बड़े क्षेत्रफल वाली, उच्च दक्षता वाली प्रोटॉन सिरेमिक बैटरी की निर्माण प्रक्रिया का अध्ययन करने की योजना बना रहे हैं।"
पोस्ट करने का समय: 8 मार्च 2023