हायड्रोजन अर्थव्यवस्थेच्या अंतिम साकारतेसाठी हरित हायड्रोजन उत्पादन तंत्रज्ञान अत्यंत आवश्यक आहे, कारण राखाडी हायड्रोजनच्या विपरीत, हरित हायड्रोजनच्या उत्पादनादरम्यान मोठ्या प्रमाणात कार्बन डायऑक्साइड तयार होत नाही. सॉलिड ऑक्साइड इलेक्ट्रोलाइटिक सेल्स (SOEC), जे पाण्यातून हायड्रोजन काढण्यासाठी अक्षय ऊर्जेचा वापर करतात, ते प्रदूषण निर्माण करत नसल्यामुळे लक्ष वेधून घेत आहेत. या तंत्रज्ञानांपैकी, उच्च तापमान सॉलिड ऑक्साइड इलेक्ट्रोलाइटिक सेल्समध्ये उच्च कार्यक्षमता आणि जलद उत्पादन गती हे फायदे आहेत.
प्रोटॉन सिरेमिक बॅटरी हे एक उच्च-तापमान SOEC तंत्रज्ञान आहे, जे पदार्थाच्या आत हायड्रोजन आयन हस्तांतरित करण्यासाठी प्रोटॉन सिरेमिक इलेक्ट्रोलाइटचा वापर करते. या बॅटरी अशा तंत्रज्ञानाचाही वापर करतात जे कार्यकारी तापमान ७००°C किंवा त्याहून अधिकवरून ५००°C किंवा त्याहून कमी करते, ज्यामुळे प्रणालीचा आकार आणि किंमत कमी होते, आणि वृद्धत्व लांबवून दीर्घकालीन विश्वसनीयता सुधारते. तथापि, बॅटरी उत्पादन प्रक्रियेदरम्यान तुलनेने कमी तापमानात प्रोटॉनिक सिरेमिक इलेक्ट्रोलाइट्सच्या सिंटरिंगसाठी जबाबदार असलेली मुख्य यंत्रणा अद्याप स्पष्टपणे परिभाषित केलेली नसल्यामुळे, व्यापारीकरणाच्या टप्प्यावर जाणे कठीण आहे.
कोरिया इन्स्टिट्यूट ऑफ सायन्स अँड टेक्नॉलॉजी येथील एनर्जी मटेरियल्स रिसर्च सेंटरमधील संशोधक संघाने जाहीर केले आहे की, त्यांनी इलेक्ट्रोलाइट सिंटरिंगची ही यंत्रणा शोधून काढली आहे, ज्यामुळे व्यापारीकरणाची शक्यता निर्माण झाली आहे: ही उच्च-कार्यक्षम सिरॅमिक बॅटरीची एक नवीन पिढी आहे, जी यापूर्वी कधीही शोधली गेली नव्हती.
संशोधन संघाने इलेक्ट्रोड सिंटरिंग दरम्यान इलेक्ट्रोलाइटच्या घनीकरणावर क्षणिक अवस्थेच्या परिणामावर आधारित विविध मॉडेल प्रयोगांची रचना केली आणि ते पार पाडले. त्यांना प्रथमच असे आढळले की क्षणिक इलेक्ट्रोलाइटमधून थोड्या प्रमाणात वायुरूप सिंटरिंग सहायक पदार्थ पुरवल्याने इलेक्ट्रोलाइटच्या सिंटरिंगला चालना मिळू शकते. वायू सिंटरिंग सहायक पदार्थ दुर्मिळ असतात आणि तांत्रिकदृष्ट्या त्यांचे निरीक्षण करणे कठीण असते. त्यामुळे, प्रोटॉन सिरेमिक सेलमध्ये इलेक्ट्रोलाइटचे घनीकरण हे बाष्पीभवन होणाऱ्या सिंटरिंग एजंटमुळे होते, ही गृहीतक यापूर्वी कधीही मांडली गेली नव्हती. संशोधन संघाने संगणकीय विज्ञानाचा वापर करून वायुरूप सिंटरिंग एजंटची पडताळणी केली आणि पुष्टी केली की ही प्रतिक्रिया इलेक्ट्रोलाइटच्या अद्वितीय विद्युत गुणधर्मांशी तडजोड करत नाही. त्यामुळे, प्रोटॉन सिरेमिक बॅटरीच्या मुख्य उत्पादन प्रक्रियेची रचना करणे शक्य आहे.
"या अभ्यासाने, आम्ही प्रोटॉन सिरेमिक बॅटरीसाठीची मूळ उत्पादन प्रक्रिया विकसित करण्याच्या एक पाऊल जवळ आलो आहोत," असे संशोधकांनी सांगितले. "भविष्यात मोठ्या क्षेत्राच्या, उच्च-कार्यक्षमतेच्या प्रोटॉन सिरेमिक बॅटरीच्या उत्पादन प्रक्रियेचा अभ्यास करण्याची आमची योजना आहे."
पोस्ट करण्याची वेळ: ०८-मार्च-२०२३