Tehnologija proizvodnje zelenog vodika apsolutno je neophodna za konačnu realizaciju vodikove ekonomije jer, za razliku od sivog vodika, zeleni vodik ne proizvodi velike količine ugljikovog dioksida tijekom svoje proizvodnje. Elektrolitičke ćelije s čvrstim oksidom (SOEC), koje koriste obnovljivu energiju za izdvajanje vodika iz vode, privlače pozornost jer ne proizvode onečišćujuće tvari. Među tim tehnologijama, visokotemperaturne elektrolitičke ćelije s čvrstim oksidom imaju prednosti visoke učinkovitosti 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 sustava te poboljšava dugoročna pouzdanost odgađanjem starenja. Međutim, budući da ključni mehanizam odgovoran za sinteriranje protonskih keramičkih elektrolita na relativno niskim temperaturama tijekom procesa proizvodnje baterije nije jasno definiran, teško je prijeći na fazu komercijalizacije.
Istraživački tim u Istraživačkom centru za energetske materijale pri Korejskom institutu za znanost i tehnologiju objavio je da su otkrili ovaj mehanizam sinteriranja elektrolita, što otvara mogućnost komercijalizacije: radi se o novoj generaciji visokoučinkovitih keramičkih baterija koje prije nisu otkrivene.
Istraživački tim osmislio je i proveo različite modelne eksperimente temeljene na utjecaju prijelazne faze na zgušnjavanje elektrolita tijekom sinteriranja elektroda. Prvi su put otkrili da dodavanje male količine plinovitog pomoćnog materijala za sinteriranje iz prijelaznog elektrolita može potaknuti sinteriranje elektrolita. Pomoćna sredstva za sinteriranje plinom rijetka su i tehnički ih je teško promatrati. Stoga nikada nije predložena hipoteza da je zgušnjavanje elektrolita u protonskim keramičkim ćelijama uzrokovano isparavajućim sredstvom za sinteriranje. Istraživački tim koristio je računalnu znanost kako bi provjerio plinovito sredstvo za sinteriranje i potvrdio da reakcija ne ugrožava jedinstvena električna svojstva elektrolita. Stoga je moguće osmisliti proces proizvodnje jezgre protonske keramičke baterije.
„Ovom studijom smo korak bliže razvoju osnovnog proizvodnog procesa za protonske keramičke baterije“, rekli su istraživači. U budućnosti planiramo proučavati proces proizvodnje visokoučinkovitih protonskih keramičkih baterija velike površine.“
Vrijeme objave: 08.03.2023.