Zaļā ūdeņraža ražošanas tehnoloģija ir absolūti nepieciešama, lai galu galā īstenotu ūdeņraža ekonomiku, jo atšķirībā no pelēkā ūdeņraža zaļais ūdeņradis ražošanas laikā neražo lielu daudzumu oglekļa dioksīda. Cietā oksīda elektrolīzes šūnas (SOEC), kas izmanto atjaunojamo enerģiju, lai iegūtu ūdeņradi no ūdens, piesaista uzmanību, jo tās neražo piesārņotājus. Starp šīm tehnoloģijām augstas temperatūras cietā oksīda elektrolīzes šūnām ir tādas priekšrocības kā augsta efektivitāte un ātrs ražošanas ātrums.
Protonu keramikas akumulators ir augstas temperatūras SOEC tehnoloģija, kas izmanto protonu keramikas elektrolītu, lai pārnestu ūdeņraža jonus materiāla ietvaros. Šajās baterijās tiek izmantota arī tehnoloģija, kas samazina darba temperatūru no 700 °C vai augstākas līdz 500 °C vai zemākai, tādējādi samazinot sistēmas izmēru un cenu, kā arī uzlabojot ilgtermiņa uzticamību, aizkavējot novecošanos. Tomēr, tā kā galvenais mehānisms, kas atbild par protonu keramikas elektrolītu saķepināšanu relatīvi zemā temperatūrā akumulatora ražošanas procesā, nav skaidri definēts, ir grūti pāriet uz komercializācijas posmu.
Korejas Zinātnes un tehnoloģiju institūta Enerģētikas materiālu pētniecības centra pētnieku komanda paziņoja, ka ir atklājusi šo elektrolītu saķepināšanas mehānismu, kas rada komercializācijas iespēju: tā ir jaunas paaudzes augstas efektivitātes keramikas baterijas, kas iepriekš nav atklātas.
Pētnieku komanda izstrādāja un veica dažādus modeļu eksperimentus, kuru pamatā bija pārejas fāzes ietekme uz elektrolīta blīvēšanu elektrodu saķepināšanas laikā. Viņi pirmo reizi atklāja, ka neliela daudzuma gāzveida saķepināšanas palīgmateriāla nodrošināšana no pārejas elektrolīta var veicināt elektrolīta saķepināšanu. Gāzes saķepināšanas palīgvielas ir reti sastopamas un tehniski grūti novērojamas. Tāpēc hipotēze, ka elektrolīta blīvēšanu protonu keramikas elementos izraisa iztvaikojošais saķepināšanas līdzeklis, nekad nav izvirzīta. Pētnieku komanda izmantoja skaitļošanas zinātni, lai pārbaudītu gāzveida saķepināšanas līdzekli, un apstiprināja, ka reakcija neietekmē elektrolīta unikālās elektriskās īpašības. Tādēļ ir iespējams izstrādāt protonu keramikas akumulatora kodola ražošanas procesu.
"Ar šo pētījumu mēs esam spēruši soli tuvāk protonu keramikas akumulatoru pamatražošanas procesa izstrādei," sacīja pētnieki. Nākotnē mēs plānojam pētīt liela laukuma, augstas efektivitātes protonu keramikas akumulatoru ražošanas procesu."
Publicēšanas laiks: 2023. gada 8. marts