Открытие, которое ускоряет коммерциализацию твердооксидных электролитических элементов для производства зеленого водорода.

Технология производства зеленого водорода абсолютно необходима для возможной реализации водородной экономики, потому что, в отличие от серого водорода, зеленый водород не производит большого количества углекислого газа при его производстве. Твердооксидные электролитические элементы (SOEC), которые используют возобновляемую энергию для извлечения водорода из воды, привлекают внимание, поскольку они не производят загрязняющих веществ. Среди этих технологий высокотемпературные твердооксидные электролитические элементы обладают преимуществами высокой эффективности и высокой скорости производства.

Протонно-керамическая батарея представляет собой высокотемпературную технологию SOEC, в которой используется протонно-керамический электролит для переноса ионов водорода внутри материала. В этих батареях также используется технология, позволяющая снизить рабочую температуру с 700°C или выше до 500°C или ниже, тем самым уменьшая размеры и стоимость системы, а также повышая надежность в долгосрочной перспективе за счет замедления старения. Однако, поскольку ключевой механизм, ответственный за спекание протонных керамических электролитов при относительно низких температурах в процессе производства аккумуляторов, четко не определен, трудно перейти к стадии коммерциализации.

Исследовательская группа из Исследовательского центра энергетических материалов Корейского института науки и технологий объявила, что они обнаружили этот механизм спекания электролита, что повышает возможности коммерциализации: это новое поколение высокоэффективных керамических батарей, которые не были обнаружены ранее. .

Исследовательская группа разработала и провела различные модельные эксперименты, основанные на влиянии переходной фазы на уплотнение электролита во время спекания электродов. Они впервые обнаружили, что выделение небольшого количества газообразного вспомогательного материала для спекания из переходного электролита может способствовать спеканию электролита. Вспомогательные вещества газового спекания встречаются редко, и их технически трудно наблюдать. Поэтому гипотеза о том, что уплотнение электролита в протонных керамических ячейках вызывается испаряющимся спекающим агентом, никогда не выдвигалась. Исследовательская группа использовала вычислительную технику для проверки газообразного агента спекания и подтвердила, что реакция не ставит под угрозу уникальные электрические свойства электролита. Следовательно, можно спроектировать основной процесс производства протонно-керамической батареи.

«Благодаря этому исследованию мы стали на один шаг ближе к разработке основного процесса производства протонно-керамических батарей», — заявили исследователи. В будущем мы планируем изучить процесс производства высокоэффективных протонно-керамических батарей большой площади».