Tehnologia de producere a hidrogenului verde este absolut necesară pentru realizarea în cele din urmă a unei economii bazate pe hidrogen, deoarece, spre deosebire de hidrogenul gri, hidrogenul verde nu produce cantități mari de dioxid de carbon în timpul producției sale. Celulele electrolitice cu oxid solid (SOEC), care utilizează energie regenerabilă pentru a extrage hidrogenul din apă, atrag atenția deoarece nu produc poluanți. Printre aceste tehnologii, celulele electrolitice cu oxid solid la temperatură înaltă au avantajele unei eficiențe ridicate și a unei viteze mari de producție.
Bateria ceramică de protoni este o tehnologie SOEC la temperatură înaltă care utilizează un electrolit ceramic de protoni pentru a transfera ioni de hidrogen în interiorul unui material. Aceste baterii utilizează, de asemenea, o tehnologie care reduce temperaturile de funcționare de la 700 °C sau mai mult la 500 °C sau mai puțin, reducând astfel dimensiunea și prețul sistemului și îmbunătățind fiabilitatea pe termen lung prin întârzierea îmbătrânirii. Cu toate acestea, deoarece mecanismul cheie responsabil pentru sinterizarea electroliților ceramici protici la temperaturi relativ scăzute în timpul procesului de fabricație a bateriei nu a fost clar definit, este dificil să se treacă la etapa de comercializare.
Echipa de cercetare de la Centrul de Cercetare a Materialelor Energetice din cadrul Institutului Coreean de Știință și Tehnologie a anunțat că a descoperit acest mecanism de sinterizare a electroliților, ridicând posibilitatea comercializării: este vorba de o nouă generație de baterii ceramice de înaltă eficiență care nu au mai fost descoperite până acum.
Echipa de cercetare a conceput și realizat diverse experimente model bazate pe efectul fazei tranzitorii asupra densificării electrolitului în timpul sinterizării electrodului. Aceștia au descoperit pentru prima dată că furnizarea unei cantități mici de material auxiliar de sinterizare gazos din electrolitul tranzitoriu poate promova sinterizarea electrolitului. Auxiliarii de sinterizare gazoși sunt rari și dificil de observat din punct de vedere tehnic. Prin urmare, ipoteza că densificarea electrolitului în celulele ceramice de protoni este cauzată de agentul de sinterizare prin vaporizare nu a fost niciodată propusă. Echipa de cercetare a folosit știința computațională pentru a verifica agentul de sinterizare gazos și a confirmat că reacția nu compromite proprietățile electrice unice ale electrolitului. Prin urmare, este posibil să se proiecteze procesul de fabricație de bază al bateriei ceramice de protoni.
„Cu acest studiu, suntem cu un pas mai aproape de dezvoltarea procesului de fabricație de bază pentru bateriile ceramice cu protoni”, au declarat cercetătorii. Intenționăm să studiem în viitor procesul de fabricație al bateriilor ceramice cu protoni, de mare capacitate și de înaltă eficiență.”
Data publicării: 08 martie 2023