En oppdagelse som akselererer kommersialiseringen av elektrolyseceller med fast oksid for produksjon av grønt hydrogen

Grønn hydrogenproduksjonsteknologi er helt nødvendig for en eventuell realisering av en hydrogenøkonomi fordi, i motsetning til grå hydrogen, produserer ikke grønt hydrogen store mengder karbondioksid under produksjonen. Solid oxide electrolytic celler (SOEC), som bruker fornybar energi til å utvinne hydrogen fra vann, vekker oppmerksomhet fordi de ikke produserer forurensninger. Blant disse teknologiene har høytemperatur fastoksidelektrolyseceller fordelene med høy effektivitet og rask produksjonshastighet.

Det keramiske protonbatteriet er en høytemperatur SOEC-teknologi som bruker en protonkeramisk elektrolytt for å overføre hydrogenioner i et materiale. Disse batteriene bruker også en teknologi som reduserer driftstemperaturer fra 700 ° C eller høyere til 500 ° C eller lavere, og dermed reduserer systemets størrelse og pris, og forbedrer langsiktig pålitelighet ved å forsinke aldring. Men siden nøkkelmekanismen som er ansvarlig for sintring av protiske keramiske elektrolytter ved relativt lave temperaturer under batteriproduksjonsprosessen ikke er klart definert, er det vanskelig å gå til kommersialiseringsstadiet.

Forskerteamet ved Energy Materials Research Center ved Korea Institute of Science and Technology kunngjorde at de har oppdaget denne elektrolyttsintringsmekanismen, noe som øker muligheten for kommersialisering: det er en ny generasjon høyeffektive keramiske batterier som ikke har blitt oppdaget før .

Forskerteamet designet og utførte ulike modelleksperimenter basert på effekten av transient fase på elektrolyttdensifisering under elektrodesintring. De fant for første gang at å tilveiebringe en liten mengde gassformig sintringshjelpemateriale fra den forbigående elektrolytten kan fremme sintringen av elektrolytten. Gasssintringshjelpemidler er sjeldne og vanskelige å observere teknisk. Hypotesen om at elektrolyttdensifiseringen i protonkeramiske celler er forårsaket av det fordampende sintringsmiddelet har derfor aldri blitt foreslått. Forskerteamet brukte beregningsvitenskap for å verifisere det gassformige sintringsmiddelet og bekreftet at reaksjonen ikke kompromitterer de unike elektriske egenskapene til elektrolytten. Derfor er det mulig å designe kjerneproduksjonsprosessen til protonkeramiske batterier.

"Med denne studien er vi ett skritt nærmere å utvikle kjerneproduksjonsprosessen for protonkeramiske batterier," sa forskerne. Vi planlegger å studere produksjonsprosessen for store, høyeffektive protonkeramiske batterier i fremtiden."