การค้นพบที่เร่งการขายเซลล์อิเล็กโทรไลต์ออกไซด์ของแข็งเพื่อผลิตไฮโดรเจนสีเขียวในเชิงพาณิชย์

เทคโนโลยีการผลิตไฮโดรเจนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมีความจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับการสร้างเศรษฐกิจไฮโดรเจนให้เป็นจริง เพราะไฮโดรเจนสีเขียวไม่ก่อให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จำนวนมากในระหว่างการผลิต ซึ่งแตกต่างจากไฮโดรเจนสีเทาตรงที่ เซลล์อิเล็กโทรลีติคออกไซด์ของแข็ง (SOEC) ซึ่งใช้พลังงานหมุนเวียนในการสกัดไฮโดรเจนจากน้ำกำลังดึงดูดความสนใจเนื่องจากไม่ก่อให้เกิดมลพิษ ในบรรดาเทคโนโลยีเหล่านี้ เซลล์อิเล็กโทรลีติคออกไซด์ของแข็งที่อุณหภูมิสูงมีข้อได้เปรียบในด้านประสิทธิภาพสูงและความเร็วในการผลิตที่รวดเร็ว

แบตเตอรี่เซรามิกโปรตอนเป็นเทคโนโลยี SOEC อุณหภูมิสูงที่ใช้อิเล็กโทรไลต์เซรามิกโปรตอนเพื่อถ่ายโอนไฮโดรเจนไอออนภายในวัสดุ แบตเตอรี่เหล่านี้ยังใช้เทคโนโลยีที่ลดอุณหภูมิในการทำงานจาก 700 °C หรือสูงกว่าเป็น 500 °C หรือต่ำกว่า จึงช่วยลดขนาดและราคาของระบบ และเพิ่มความน่าเชื่อถือในระยะยาวโดยการชะลอการเสื่อมสภาพ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากกลไกหลักที่รับผิดชอบในการเผาอิเล็กโทรไลต์เซรามิกโพรติกที่อุณหภูมิค่อนข้างต่ำในระหว่างกระบวนการผลิตแบตเตอรี่ยังไม่ได้รับการกำหนดไว้อย่างชัดเจน จึงเป็นเรื่องยากที่จะก้าวไปสู่ขั้นตอนเชิงพาณิชย์

ทีมวิจัยที่ศูนย์วิจัยวัสดุพลังงานแห่งสถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งเกาหลีประกาศว่าพวกเขาได้ค้นพบกลไกการเผาอิเล็กโทรไลต์นี้ ซึ่งเพิ่มความเป็นไปได้ในเชิงพาณิชย์: เป็นแบตเตอรี่เซรามิกประสิทธิภาพสูงรุ่นใหม่ที่ยังไม่เคยถูกค้นพบมาก่อน .

ทีมวิจัยได้ออกแบบและดำเนินการทดลองแบบจำลองต่างๆ ตามผลของเฟสชั่วคราวต่อความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์ระหว่างการเผาอิเล็กโทรด พวกเขาพบเป็นครั้งแรกว่าการให้วัสดุเสริมการเผาผนึกด้วยก๊าซในปริมาณเล็กน้อยจากอิเล็กโทรไลต์ชั่วคราวสามารถส่งเสริมการเผาผนึกของอิเล็กโทรไลต์ได้ สารช่วยการเผาผนึกด้วยแก๊สหายากและสังเกตได้ยากในทางเทคนิค ดังนั้นจึงไม่เคยมีการเสนอสมมติฐานว่าการทำให้อิเล็กโทรไลต์หนาแน่นขึ้นในเซลล์เซรามิกของโปรตอนเกิดจากสารเผาผนึกที่กลายเป็นไอ ทีมวิจัยใช้วิทยาการคำนวณในการตรวจสอบตัวแทนการเผาผนึกที่เป็นก๊าซ และยืนยันว่าปฏิกิริยาดังกล่าวไม่ลดทอนคุณสมบัติทางไฟฟ้าเฉพาะของอิเล็กโทรไลต์ ดังนั้นจึงสามารถออกแบบกระบวนการผลิตหลักของแบตเตอรี่เซรามิกโปรตอนได้

"จากการศึกษานี้ เราเข้าใกล้การพัฒนากระบวนการผลิตหลักสำหรับแบตเตอรี่โปรตอนเซรามิกไปอีกก้าวหนึ่ง" นักวิจัยกล่าว เราวางแผนที่จะศึกษากระบวนการผลิตแบตเตอรี่เซรามิกโปรตอนประสิทธิภาพสูงในพื้นที่ขนาดใหญ่ในอนาคต"