Yeşil hidrojen üretimi için katı oksit elektrolitik hücrelerin ticarileşmesini hızlandıran bir keşif

Yeşil hidrojen üretim teknolojisi, bir hidrojen ekonomisinin nihai olarak gerçekleştirilmesi için kesinlikle gereklidir çünkü gri hidrojenin aksine yeşil hidrojen, üretimi sırasında büyük miktarlarda karbondioksit üretmez. Sudan hidrojen çıkarmak için yenilenebilir enerji kullanan katı oksit elektrolitik hücreler (SOEC), kirletici üretmedikleri için dikkat çekiyor. Bu teknolojiler arasında, yüksek sıcaklıklı katı oksit elektrolitik piller, yüksek verimlilik ve hızlı üretim hızı gibi avantajlara sahiptir.

Proton seramik pil, bir malzeme içindeki 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 altına düşüren, böylece sistem boyutunu ve fiyatını azaltan ve eskimeyi geciktirerek uzun vadeli güvenilirliği artıran bir teknoloji kullanır. Bununla birlikte, pil üretim işlemi sırasında nispeten düşük sıcaklıklarda protik seramik elektrolitlerin sinterlenmesinden sorumlu anahtar mekanizma açıkça tanımlanmadığından, ticarileştirme aşamasına geçmek zordur.

Kore Bilim ve Teknoloji Enstitüsü'ndeki Enerji Malzemeleri Araştırma Merkezi'ndeki araştırma ekibi, bu elektrolit sinterleme mekanizmasını keşfettiklerini ve ticarileştirme olasılığını artırdıklarını duyurdu: daha önce keşfedilmemiş yeni nesil yüksek verimli seramik piller. .

Araştırma ekibi, elektrot sinterleme sırasında geçici fazın elektrolit yoğunlaştırma üzerindeki etkisine dayalı olarak çeşitli model deneyler tasarladı ve gerçekleştirdi. İlk kez geçici elektrolitten az miktarda gaz halinde sinterleme yardımcı malzemesi sağlamanın elektrolitin sinterlenmesini destekleyebileceğini buldular. Gaz sinterleme yardımcıları nadirdir ve teknik olarak gözlemlenmesi zordur. Bu nedenle, proton seramik hücrelerdeki elektrolit yoğunlaşmasının buharlaştırıcı sinterleme maddesinden kaynaklandığı hipotezi hiçbir zaman önerilmemiştir. Araştırma ekibi, gaz halindeki sinterleme maddesini doğrulamak için hesaplamalı bilimi kullandı ve reaksiyonun elektrolitin benzersiz elektriksel özelliklerinden ödün vermediğini doğruladı. Bu nedenle, proton seramik pilin çekirdek üretim sürecini tasarlamak mümkündür.

Araştırmacılar, "Bu çalışma ile proton seramik piller için çekirdek üretim sürecini geliştirmeye bir adım daha yaklaştık" dedi. Gelecekte geniş alanlı, yüksek verimli proton seramik pillerin üretim sürecini incelemeyi planlıyoruz."