کشفی که به تجاری سازی سلول های الکترولیتی اکسید جامد برای تولید هیدروژن سبز سرعت می بخشد

فناوری تولید هیدروژن سبز برای تحقق نهایی اقتصاد هیدروژنی کاملا ضروری است زیرا بر خلاف هیدروژن خاکستری، هیدروژن سبز در طول تولید خود مقادیر زیادی دی اکسید کربن تولید نمی کند. سلول های الکترولیتی اکسید جامد (SOEC) که از انرژی های تجدیدپذیر برای استخراج هیدروژن از آب استفاده می کنند، به دلیل اینکه آلاینده تولید نمی کنند، توجهات را به خود جلب می کنند. در میان این فناوری‌ها، سلول‌های الکترولیتی اکسید جامد با دمای بالا از مزایای راندمان بالا و سرعت تولید سریع برخوردار هستند.

باتری سرامیکی پروتون یک فناوری SOEC با دمای بالا است که از الکترولیت سرامیکی پروتون برای انتقال یون‌های هیدروژن در یک ماده استفاده می‌کند. این باتری‌ها همچنین از فناوری استفاده می‌کنند که دمای عملیاتی را از 700 درجه سانتی‌گراد یا بالاتر به 500 درجه سانتی‌گراد یا کمتر کاهش می‌دهد، در نتیجه اندازه و قیمت سیستم را کاهش می‌دهد و با به تاخیر انداختن پیری، قابلیت اطمینان طولانی‌مدت را بهبود می‌بخشد. با این حال، از آنجایی که مکانیسم کلیدی مسئول تف جوشی الکترولیت های سرامیکی پروتیک در دماهای نسبتاً پایین در طول فرآیند تولید باتری به وضوح تعریف نشده است، حرکت به مرحله تجاری سازی دشوار است.

تیم تحقیقاتی در مرکز تحقیقات مواد انرژی در مؤسسه علم و فناوری کره اعلام کردند که این مکانیسم تف جوشی الکترولیت را کشف کرده‌اند که امکان تجاری‌سازی آن را افزایش می‌دهد: این نسل جدیدی از باتری‌های سرامیکی با راندمان بالا است که قبلاً کشف نشده بود. .

تیم تحقیقاتی آزمایش‌های مدل مختلفی را بر اساس تأثیر فاز گذرا بر تراکم الکترولیت در حین تف جوشی الکترود طراحی و اجرا کردند. آنها برای اولین بار دریافتند که تهیه مقدار کمی از مواد کمکی تف جوشی گازی از الکترولیت گذرا می تواند به پخت الکترولیت کمک کند. مواد کمکی تف جوشی گاز نادر هستند و از نظر فنی مشاهده آنها دشوار است. بنابراین، این فرضیه که تراکم الکترولیت در سلول های سرامیکی پروتون توسط عامل تف جوشی تبخیر کننده ایجاد می شود، هرگز ارائه نشده است. تیم تحقیقاتی از علم محاسباتی برای تأیید عامل تف جوشی گازی استفاده کرد و تأیید کرد که این واکنش خواص الکتریکی منحصر به فرد الکترولیت را به خطر نمی اندازد. بنابراین، می توان فرآیند ساخت هسته باتری سرامیکی پروتون را طراحی کرد.

محققان گفتند: با این مطالعه، ما یک گام به توسعه فرآیند ساخت هسته برای باتری‌های سرامیکی پروتون نزدیک‌تر شده‌ایم. ما قصد داریم در آینده روند تولید باتری‌های سرامیکی پروتونی با راندمان بالا را مطالعه کنیم."