Uma descoberta que acelera a comercialização de células eletrolíticas de óxido sólido para a produção de hidrogênio verde

A tecnologia de produção de hidrogênio verde é absolutamente necessária para a eventual realização de uma economia de hidrogênio porque, ao contrário do hidrogênio cinza, o hidrogênio verde não produz grandes quantidades de dióxido de carbono durante sua produção. As células eletrolíticas de óxido sólido (SOEC), que utilizam energia renovável para extrair o hidrogênio da água, estão chamando a atenção por não produzirem poluentes. Entre essas tecnologias, as células eletrolíticas de óxido sólido de alta temperatura têm as vantagens de alta eficiência e rápida velocidade de produção.

A bateria de cerâmica de prótons é uma tecnologia SOEC de alta temperatura que usa um eletrólito de cerâmica de prótons para transferir íons de hidrogênio dentro de um material. Essas baterias também usam uma tecnologia que reduz as temperaturas operacionais de 700 ° C ou mais para 500 ° C ou menos, reduzindo assim o tamanho e o preço do sistema e melhorando a confiabilidade a longo prazo ao retardar o envelhecimento. No entanto, como o principal mecanismo responsável pela sinterização de eletrólitos cerâmicos próticos em temperaturas relativamente baixas durante o processo de fabricação da bateria não foi claramente definido, é difícil passar para o estágio de comercialização.

A equipe de pesquisa do Centro de Pesquisa de Materiais Energéticos do Instituto de Ciência e Tecnologia da Coreia anunciou que descobriu esse mecanismo de sinterização de eletrólito, levantando a possibilidade de comercialização: é uma nova geração de baterias de cerâmica de alta eficiência que não foram descobertas antes .

A equipe de pesquisa projetou e realizou vários experimentos modelo com base no efeito da fase transiente na densificação do eletrólito durante a sinterização do eletrodo. Eles descobriram pela primeira vez que fornecer uma pequena quantidade de material auxiliar de sinterização gasoso do eletrólito transiente pode promover a sinterização do eletrólito. Auxiliares de sinterização a gás são raros e difíceis de observar tecnicamente. Portanto, a hipótese de que a densificação do eletrólito nas células de cerâmica de prótons é causada pelo agente de sinterização por vaporização nunca foi proposta. A equipe de pesquisa usou a ciência computacional para verificar o agente de sinterização gasoso e confirmou que a reação não compromete as propriedades elétricas únicas do eletrólito. Portanto, é possível projetar o processo de fabricação do núcleo da bateria cerâmica de prótons.

"Com este estudo, estamos um passo mais perto de desenvolver o processo de fabricação do núcleo de baterias de cerâmica de prótons", disseram os pesquisadores. Planejamos estudar o processo de fabricação de baterias de cerâmica de prótons de grande área e alta eficiência no futuro."