Откритие, което ускорява комерсиализацията на електролитни клетки с твърд оксид за производство на зелен водород

Технологията за производство на зелен водород е абсолютно необходима за евентуалното реализиране на водородна икономика, тъй като, за разлика от сивия водород, зеленият водород не произвежда големи количества въглероден диоксид по време на производството си. Електролитните клетки с твърд оксид (SOEC), които използват възобновяема енергия за извличане на водород от вода, привличат вниманието, защото не произвеждат замърсители. Сред тези технологии високотемпературните твърди оксидни електролитни клетки имат предимствата на висока ефективност и бърза производствена скорост.

Протонната керамична батерия е високотемпературна SOEC технология, която използва протонен керамичен електролит за пренос на водородни йони в материал. Тези батерии също използват технология, която намалява работните температури от 700 °C или по-високи до 500 °C или по-ниски, като по този начин намаляват размера и цената на системата и подобряват дългосрочната надеждност чрез забавяне на стареенето. Въпреки това, тъй като ключовият механизъм, отговорен за синтероването на протични керамични електролити при относително ниски температури по време на производствения процес на батерията, не е ясно дефиниран, трудно е да се премине към етапа на комерсиализация.

Изследователският екип в Центъра за изследване на енергийните материали към Корейския институт за наука и технологии обяви, че са открили този механизъм за синтероване на електролит, което повишава възможността за комерсиализация: това е ново поколение високоефективни керамични батерии, които не са били открити досега .

Изследователският екип проектира и проведе различни моделни експерименти, базирани на ефекта на преходната фаза върху уплътняването на електролита по време на синтероване на електрод. Те откриха за първи път, че осигуряването на малко количество газообразен спомагателен материал за синтероване от преходния електролит може да насърчи синтероването на електролита. Помощните средства за синтероване на газ са редки и трудни за наблюдение технически. Следователно хипотезата, че уплътняването на електролита в протонните керамични клетки се причинява от изпаряващия синтероващ агент, никога не е била предложена. Изследователският екип използва компютърна наука, за да провери газообразния агент за синтероване и потвърди, че реакцията не компрометира уникалните електрически свойства на електролита. Следователно е възможно да се проектира основният производствен процес на протонна керамична батерия.

„С това проучване ние сме една стъпка по-близо до разработването на основния производствен процес за протонни керамични батерии“, казаха изследователите. Планираме да проучим производствения процес на протонни керамични батерии с голяма площ и висока ефективност в бъдеще."