Teknologi produksi hidrogen hijau sangat diperlukan untuk mewujudkan ekonomi hidrogen karena, tidak seperti hidrogen abu-abu, hidrogen hijau tidak menghasilkan sejumlah besar karbon dioksida selama produksinya. Sel elektrolitik oksida padat (SOEC), yang menggunakan energi terbarukan untuk mengekstrak hidrogen dari air, menarik perhatian karena tidak menghasilkan polutan. Di antara teknologi ini, sel elektrolitik oksida padat suhu tinggi memiliki keunggulan efisiensi tinggi dan kecepatan produksi yang cepat.
Baterai keramik proton adalah teknologi SOEC suhu tinggi yang menggunakan elektrolit keramik proton untuk mentransfer ion hidrogen di dalam suatu material. Baterai ini juga menggunakan teknologi yang mengurangi suhu operasi dari 700 °C atau lebih tinggi menjadi 500 °C atau lebih rendah, sehingga mengurangi ukuran dan harga sistem, serta meningkatkan keandalan jangka panjang dengan menunda penuaan. Namun, karena mekanisme kunci yang bertanggung jawab untuk sinterisasi elektrolit keramik proton pada suhu yang relatif rendah selama proses pembuatan baterai belum didefinisikan secara jelas, sulit untuk beralih ke tahap komersialisasi.
Tim peneliti di Pusat Penelitian Material Energi di Institut Sains dan Teknologi Korea mengumumkan bahwa mereka telah menemukan mekanisme sintering elektrolit ini, sehingga membuka kemungkinan komersialisasi: ini adalah generasi baru baterai keramik efisiensi tinggi yang belum pernah ditemukan sebelumnya.
Tim peneliti merancang dan melakukan berbagai eksperimen model berdasarkan pengaruh fase transien terhadap pemadatan elektrolit selama sintering elektroda. Mereka menemukan untuk pertama kalinya bahwa pemberian sejumlah kecil bahan pembantu sintering gas dari elektrolit transien dapat meningkatkan sintering elektrolit. Bahan pembantu sintering gas jarang ditemukan dan sulit diamati secara teknis. Oleh karena itu, hipotesis bahwa pemadatan elektrolit dalam sel keramik proton disebabkan oleh agen sintering yang menguap belum pernah diajukan. Tim peneliti menggunakan ilmu komputasi untuk memverifikasi agen sintering gas dan mengkonfirmasi bahwa reaksi tersebut tidak mengganggu sifat listrik unik elektrolit. Oleh karena itu, dimungkinkan untuk merancang proses manufaktur inti baterai keramik proton.
"Dengan studi ini, kami selangkah lebih dekat untuk mengembangkan proses manufaktur inti untuk baterai keramik proton," kata para peneliti. "Kami berencana untuk mempelajari proses manufaktur baterai keramik proton berukuran besar dan berkinerja tinggi di masa mendatang."
Waktu posting: 08-03-2023