A zöld hidrogéntermelési technológia feltétlenül szükséges a hidrogéngazdaság végső megvalósításához, mivel a szürke hidrogénnel ellentétben a zöld hidrogén előállítása során nem termel nagy mennyiségű szén-dioxidot. A szilárd-oxid elektrolizáló cellák (SOEC), amelyek megújuló energiát használnak a hidrogén vízből történő kinyerésére, egyre nagyobb figyelmet kapnak, mivel nem termelnek szennyező anyagokat. Ezen technológiák közül a magas hőmérsékletű szilárd-oxid elektrolizáló cellák a nagy hatásfok és a gyors termelési sebesség előnyeivel rendelkeznek.
A protonkerámia akkumulátor egy magas hőmérsékletű SOEC technológia, amely protonkerámia elektrolitot használ a hidrogénionok anyagon belüli átvitelére. Ezek az akkumulátorok olyan technológiát is alkalmaznak, amely a működési hőmérsékletet 700 °C-ról vagy magasabbról 500 °C-ra vagy alacsonyabbra csökkenti, ezáltal csökkentve a rendszer méretét és árát, valamint javítva a hosszú távú megbízhatóságot az öregedés késleltetésével. Mivel azonban a protikus kerámia elektrolitok viszonylag alacsony hőmérsékleten történő szintereléséért felelős kulcsfontosságú mechanizmus az akkumulátorgyártási folyamat során még nem egyértelműen meghatározott, nehéz a kereskedelmi forgalomba hozatal szakaszába lépni.
A Koreai Tudományos és Technológiai Intézet Energiaipari Anyagkutató Központjának kutatócsoportja bejelentette, hogy felfedezték ezt az elektrolit szinterezési mechanizmust, ami felveti a kereskedelmi forgalomba hozatal lehetőségét: ez egy új generációs, nagy hatékonyságú kerámia akkumulátor, amelyet korábban még nem fedeztek fel.
A kutatócsoport különféle modellkísérleteket tervezett és végzett az átmeneti fázis elektrolit tömörödésére gyakorolt hatásán alapulva az elektróda szinterezése során. Elsőként fedezték fel, hogy a átmeneti elektrolitból kis mennyiségű gáz halmazállapotú szinterező segédanyag bevitele elősegítheti az elektrolit szinterelését. A gáz halmazállapotú szinterező segédanyagok ritkák és technikailag nehezen megfigyelhetők. Ezért azt a hipotézist, hogy a protonkerámia cellákban az elektrolit tömörödését az elpárologtató szinterezőszer okozza, még soha nem vetették fel. A kutatócsoport számítástechnikai módszereket alkalmazott a gáz halmazállapotú szinterezőszer ellenőrzésére, és megerősítette, hogy a reakció nem veszélyezteti az elektrolit egyedi elektromos tulajdonságait. Ezért lehetséges a protonkerámia akkumulátor maggyártási folyamatának megtervezése.
„Ezzel a tanulmánnyal egy lépéssel közelebb kerültünk a protonkerámia akkumulátorok alapvető gyártási folyamatának kidolgozásához” – mondták a kutatók. A jövőben a nagy felületű, nagy hatékonyságú protonkerámia akkumulátorok gyártási folyamatát is tervezzük tanulmányozni.”
Közzététel ideje: 2023. márc. 8.