Yeşil hidrojen üretim teknolojisi, nihai bir hidrojen ekonomisinin gerçekleşmesi için kesinlikle gereklidir çünkü gri hidrojenin aksine yeşil hidrojen üretimi sırasında büyük miktarda karbondioksit üretmez. Sudan hidrojen çıkarmak için yenilenebilir enerji kullanan katı oksit elektrolitik hücreler (SOEC), kirletici üretmedikleri için ilgi çekmektedir. Bu teknolojiler arasında, yüksek sıcaklıklı katı oksit elektrolitik hücreler yüksek verimlilik ve hızlı üretim hızı avantajlarına sahiptir.
Proton seramik pil, bir malzeme içinde hidrojen iyonlarını aktarmak için proton seramik elektrolit kullanan yüksek sıcaklıklı bir SOEC teknolojisidir. Bu piller ayrıca çalışma sıcaklıklarını 700 ° C veya daha yüksekten 500 ° C veya daha düşük bir değere düşüren bir teknoloji kullanır, böylece sistem boyutunu ve fiyatını azaltır ve yaşlanmayı geciktirerek uzun vadeli güvenilirliği artırır. Ancak, pil üretim süreci sırasında nispeten düşük sıcaklıklarda protik seramik elektrolitlerin sinterlenmesinden sorumlu temel mekanizma net bir şekilde tanımlanmadığından, ticarileştirme aşamasına geçmek zordur.
Kore Bilim ve Teknoloji Enstitüsü'ne bağlı Enerji Malzemeleri Araştırma Merkezi'ndeki araştırma ekibi, bu elektrolit sinterleme mekanizmasını keşfettiklerini duyurarak, bunun ticarileştirilme olasılığını artırdığını duyurdu: Daha önce keşfedilmemiş, yüksek verimli yeni nesil seramik piller söz konusu.
Araştırma ekibi, elektrot sinterlemesi sırasında elektrolit yoğunlaşması üzerindeki geçici fazın etkisine dayalı çeşitli model deneyleri tasarladı ve gerçekleştirdi. İlk kez, geçici elektrolitten az miktarda gaz halindeki sinterleme yardımcı malzemesi sağlamanın elektrolitin sinterlemesini destekleyebileceğini buldular. Gaz sinterleme yardımcıları nadirdir ve teknik olarak gözlemlenmesi zordur. Bu nedenle, proton seramik hücrelerindeki elektrolit yoğunlaşmasının buharlaşan sinterleme maddesinden kaynaklandığı hipotezi hiçbir zaman önerilmemiştir. Araştırma ekibi, gaz halindeki sinterleme maddesini doğrulamak için hesaplamalı bilim kullandı ve reaksiyonun elektrolitin benzersiz elektriksel özelliklerini tehlikeye atmadığını doğruladı. Bu nedenle, proton seramik pilinin çekirdek üretim sürecini tasarlamak mümkündür.
Araştırmacılar, "Bu çalışmayla proton seramik piller için temel üretim sürecini geliştirmeye bir adım daha yaklaştık" dedi. Gelecekte geniş alanlı, yüksek verimli proton seramik pillerin üretim sürecini incelemeyi planlıyoruz."
Gönderi zamanı: Mar-08-2023