Žaliojo vandenilio gamybos technologija yra absoliučiai būtina norint galiausiai įgyvendinti vandenilio ekonomiką, nes, skirtingai nei pilkasis vandenilis, žaliasis vandenilis gamybos metu neišskiria didelio kiekio anglies dioksido. Kietojo oksido elektrolizės elementai (SOEC), kurie naudoja atsinaujinančią energiją vandeniliui išgauti iš vandens, pritraukia dėmesį, nes jie neišskiria teršalų. Tarp šių technologijų aukštos temperatūros kietojo oksido elektrolizės elementai pasižymi dideliu efektyvumu ir dideliu gamybos greičiu.
Protonų keramikos akumuliatorius yra aukštos temperatūros SOEC technologija, kurioje naudojamas protonų keramikos elektrolitas vandenilio jonams perkelti medžiagos viduje. Šiose baterijose taip pat naudojama technologija, kuri sumažina darbinę temperatūrą nuo 700 °C ar aukštesnės iki 500 °C ar žemesnės, taip sumažinant sistemos dydį ir kainą bei pagerinant ilgalaikį patikimumą, atitolinant senėjimą. Tačiau kadangi pagrindinis mechanizmas, atsakingas už protonų keramikos elektrolitų sukepinimą santykinai žemoje temperatūroje baterijos gamybos proceso metu, nebuvo aiškiai apibrėžtas, sunku pereiti prie komercializavimo etapo.
Korėjos mokslo ir technologijų instituto Energetikos medžiagų tyrimų centro tyrėjų komanda paskelbė atradusi šį elektrolitų sukepinimo mechanizmą, kuris atveria komercializavimo galimybę: tai naujos kartos didelio efektyvumo keraminės baterijos, kurios anksčiau nebuvo atrastos.
Mokslininkų komanda sukūrė ir atliko įvairius modelinius eksperimentus, pagrįstus pereinamosios fazės poveikiu elektrolito tankėjimui elektrodo sukepinimo metu. Jie pirmą kartą nustatė, kad nedidelis kiekis dujinės sukepinimo pagalbinės medžiagos iš pereinamojo elektrolito gali paskatinti elektrolito sukepinimą. Dujinės sukepinimo pagalbinės medžiagos yra retos ir techniškai sunkiai stebimos. Todėl hipotezė, kad elektrolito tankėjimą protonų keramikos elementuose sukelia garuojantis sukepinimo agentas, niekada nebuvo iškelta. Mokslininkų komanda, pasitelkusi skaičiavimo mokslą, patikrino dujinį sukepinimo agentą ir patvirtino, kad reakcija nepažeidžia unikalių elektrolito elektrinių savybių. Todėl galima suprojektuoti protonų keramikos akumuliatoriaus šerdies gamybos procesą.
„Šiuo tyrimu žengiame dar vieną žingsnį arčiau protonų keramikos baterijų pagrindinio gamybos proceso kūrimo“, – teigė tyrėjai. Ateityje planuojame tyrinėti didelio ploto, didelio efektyvumo protonų keramikos baterijų gamybos procesą.“
Įrašo laikas: 2023 m. kovo 8 d.