A tecnologia de produção de hidrogênio verde é absolutamente necessária para a concretização de uma economia de hidrogênio, pois, diferentemente do hidrogênio cinza, o hidrogênio verde não produz grandes quantidades de dióxido de carbono durante sua produção. As células eletrolíticas de óxido sólido (SOEC), que utilizam energia renovável para extrair hidrogênio da água, estão atraindo atenção por não produzirem poluentes. Dentre essas tecnologias, as células eletrolíticas de óxido sólido de alta temperatura apresentam as vantagens de alta eficiência e alta velocidade de produção.
A bateria de cerâmica de prótons é uma tecnologia SOEC de alta temperatura que utiliza um eletrólito cerâmico de prótons para transferir íons de hidrogênio dentro de um material. Essas baterias também utilizam uma tecnologia que reduz as temperaturas de operação de 700 °C ou mais para 500 °C ou menos, reduzindo assim o tamanho e o preço do sistema e melhorando a confiabilidade a longo prazo, retardando o envelhecimento. No entanto, como o mecanismo-chave responsável pela sinterização de eletrólitos cerâmicos prótons a temperaturas relativamente baixas durante o processo de fabricação da bateria não foi claramente definido, é difícil avançar para a fase de comercialização.
A equipe de pesquisa do Centro de Pesquisa de Materiais Energéticos do Instituto Coreano de Ciência e Tecnologia anunciou que descobriu esse mecanismo de sinterização de eletrólitos, aumentando a possibilidade de comercialização: é uma nova geração de baterias cerâmicas de alta eficiência que ainda não haviam sido descobertas.
A equipe de pesquisa projetou e realizou diversos experimentos modelo baseados no efeito da fase transitória na densificação do eletrólito durante a sinterização do eletrodo. Eles descobriram pela primeira vez que o fornecimento de uma pequena quantidade de material auxiliar de sinterização gasoso a partir do eletrólito transitório pode promover a sinterização do eletrólito. Auxiliares de sinterização gasosos são raros e difíceis de observar tecnicamente. Portanto, a hipótese de que a densificação do eletrólito em células cerâmicas de prótons é causada pelo agente de sinterização vaporizante nunca foi proposta. A equipe de pesquisa utilizou ciência computacional para verificar o agente de sinterização gasoso e confirmou que a reação não compromete as propriedades elétricas únicas do eletrólito. Portanto, é possível projetar o processo de fabricação do núcleo da bateria cerâmica de prótons.
"Com este estudo, estamos um passo mais perto de desenvolver o processo de fabricação principal para baterias de cerâmica de prótons", disseram os pesquisadores. Planejamos estudar o processo de fabricação de baterias de cerâmica de prótons de grande área e alta eficiência no futuro."
Horário da postagem: 08/03/2023