En upptäckt som påskyndar kommersialiseringen av elektrolytiska celler med fast oxid för produktion av grönt väte

Teknik för produktion av grönt väte är absolut nödvändigt för att en väteekonomi ska kunna förverkligas, eftersom grönt väte, till skillnad från grått väte, inte producerar stora mängder koldioxid under sin produktion. Solid oxide electrolytic celler (SOEC), som använder förnybar energi för att utvinna väte ur vatten, väcker uppmärksamhet eftersom de inte producerar föroreningar. Bland dessa teknologier har högtemperaturelektrolytiska celler med fast oxid fördelarna med hög effektivitet och snabb produktionshastighet.

Det keramiska protonbatteriet är en högtemperatur SOEC-teknik som använder en protonkeramisk elektrolyt för att överföra vätejoner i ett material. Dessa batterier använder också en teknik som sänker driftstemperaturerna från 700 ° C eller högre till 500 ° C eller lägre, vilket minskar systemets storlek och pris och förbättrar den långsiktiga tillförlitligheten genom att fördröja åldrandet. Men eftersom nyckelmekanismen som ansvarar för sintring av protiska keramiska elektrolyter vid relativt låga temperaturer under batteritillverkningsprocessen inte har definierats tydligt, är det svårt att gå vidare till kommersialiseringsstadiet.

Forskargruppen vid Energy Materials Research Center vid Korea Institute of Science and Technology meddelade att de har upptäckt denna elektrolytsintringsmekanism, vilket ökar möjligheten för kommersialisering: det är en ny generation av högeffektiva keramiska batterier som inte har upptäckts tidigare .

Forskargruppen designade och genomförde olika modellexperiment baserade på effekten av transient fas på elektrolytförtätning under elektrodsintring. De fann för första gången att tillhandahållande av en liten mängd gasformigt sintringshjälpmaterial från den transienta elektrolyten kan främja sintringen av elektrolyten. Gassintringshjälpmedel är sällsynta och svåra att observera tekniskt. Därför har hypotesen att elektrolytförtätningen i protonkeramiska celler orsakas av det förångande sintringsmedlet aldrig föreslagits. Forskargruppen använde beräkningsvetenskap för att verifiera det gasformiga sintringsmedlet och bekräftade att reaktionen inte äventyrar elektrolytens unika elektriska egenskaper. Därför är det möjligt att designa kärntillverkningsprocessen för protonkeramiska batterier.

"Med den här studien är vi ett steg närmare att utveckla kärntillverkningsprocessen för protonkeramiska batterier", sa forskarna. Vi planerar att studera tillverkningsprocessen för stora, högeffektiva protonkeramiska batterier i framtiden."