اكتشاف يسرع من تسويق خلايا الأكسيد الصلبة الإلكتروليتية لإنتاج الهيدروجين الأخضر

تعد تقنية إنتاج الهيدروجين الأخضر ضرورية للغاية لتحقيق اقتصاد الهيدروجين في نهاية المطاف لأنه ، على عكس الهيدروجين الرمادي ، لا ينتج الهيدروجين الأخضر كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون أثناء إنتاجه. تجذب خلايا التحليل الكهربائي للأكسيد الصلب (SOEC) ، التي تستخدم الطاقة المتجددة لاستخراج الهيدروجين من الماء ، الانتباه لأنها لا تنتج ملوثات. من بين هذه التقنيات ، تتميز خلايا التحليل الكهربائي للأكسيد الصلب بدرجة الحرارة العالية بمزايا الكفاءة العالية وسرعة الإنتاج السريعة.

بطارية سيراميك البروتون هي تقنية SOEC ذات درجة حرارة عالية تستخدم بروتون إلكتروليت سيراميك لنقل أيونات الهيدروجين داخل مادة ما. تستخدم هذه البطاريات أيضًا تقنية تقلل درجات حرارة التشغيل من 700 درجة مئوية أو أعلى إلى 500 درجة مئوية أو أقل ، وبالتالي تقليل حجم النظام وسعره ، وتحسين الموثوقية على المدى الطويل عن طريق تأخير الشيخوخة. ومع ذلك ، نظرًا لأن الآلية الرئيسية المسؤولة عن تلبيد إلكتروليتات السيراميك البروتينية في درجات حرارة منخفضة نسبيًا أثناء عملية تصنيع البطاريات لم يتم تحديدها بوضوح ، فمن الصعب الانتقال إلى مرحلة التسويق.

أعلن فريق البحث في مركز أبحاث مواد الطاقة في المعهد الكوري للعلوم والتكنولوجيا أنهم اكتشفوا آلية تلبيد الإلكتروليت ، مما يزيد من إمكانية تسويقها: إنها جيل جديد من بطاريات السيراميك عالية الكفاءة التي لم يتم اكتشافها من قبل. .

صمم فريق البحث ونفذ تجارب نموذجية مختلفة بناءً على تأثير المرحلة العابرة على تكثيف الإلكتروليت أثناء تلبيد القطب. وجدوا لأول مرة أن توفير كمية صغيرة من مادة التلبيد الغازية المساعدة من المنحل بالكهرباء العابر يمكن أن يعزز تلبيد المنحل بالكهرباء. المواد المساعدة لتلبيد الغاز نادرة ويصعب مراقبتها من الناحية الفنية. لذلك ، فإن الفرضية القائلة بأن تكثيف الإلكتروليت في خلايا البروتون الخزفية ناتج عن عامل التلبيد المتبخر لم يتم اقتراحه مطلقًا. استخدم فريق البحث العلوم الحسابية للتحقق من عامل التلبيد الغازي وأكد أن التفاعل لا يضر بالخصائص الكهربائية الفريدة للإلكتروليت. لذلك ، من الممكن تصميم عملية التصنيع الأساسية لبطارية بروتون سيراميك.

وقال الباحثون: "بهذه الدراسة ، نقترب خطوة واحدة من تطوير عملية التصنيع الأساسية لبطاريات سيراميك البروتون". نخطط لدراسة عملية تصنيع بطاريات بروتون سيراميك ذات مساحة كبيرة وعالية الكفاءة في المستقبل ".