Un descubrimiento que acelera la comercialización de celdas electrolíticas de óxido sólido para la producción de hidrógeno verde

La tecnología de producción de hidrógeno verde es absolutamente necesaria para la eventual realización de una economía de hidrógeno porque, a diferencia del hidrógeno gris, el hidrógeno verde no produce grandes cantidades de dióxido de carbono durante su producción. Las celdas electrolíticas de óxido sólido (SOEC), que utilizan energía renovable para extraer hidrógeno del agua, están llamando la atención porque no producen contaminantes. Entre estas tecnologías, las celdas electrolíticas de óxido sólido de alta temperatura tienen las ventajas de una alta eficiencia y una rápida velocidad de producción.

La batería de cerámica de protones es una tecnología SOEC de alta temperatura que utiliza un electrolito de cerámica de protones para transferir iones de hidrógeno dentro de un material. Estas baterías también utilizan una tecnología que reduce las temperaturas de funcionamiento de 700 °C o más a 500 °C o menos, lo que reduce el tamaño y el precio del sistema y mejora la confiabilidad a largo plazo al retrasar el envejecimiento. Sin embargo, como no se ha definido claramente el mecanismo clave responsable de la sinterización de electrolitos cerámicos próticos a temperaturas relativamente bajas durante el proceso de fabricación de la batería, es difícil pasar a la etapa de comercialización.

El equipo de investigación del Centro de Investigación de Materiales Energéticos del Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea anunció que ha descubierto este mecanismo de sinterización de electrolitos, lo que plantea la posibilidad de comercialización: se trata de una nueva generación de baterías cerámicas de alta eficiencia que no se habían descubierto antes. .

El equipo de investigación diseñó y llevó a cabo varios modelos de experimentos basados ​​en el efecto de la fase transitoria en la densificación de electrolitos durante la sinterización de electrodos. Descubrieron por primera vez que proporcionar una pequeña cantidad de material auxiliar de sinterización gaseoso del electrolito transitorio puede promover la sinterización del electrolito. Los auxiliares de sinterización de gas son raros y difíciles de observar técnicamente. Por lo tanto, nunca se ha propuesto la hipótesis de que la densificación del electrolito en las celdas cerámicas de protones es causada por el agente de sinterización vaporizante. El equipo de investigación utilizó la ciencia computacional para verificar el agente de sinterización gaseoso y confirmó que la reacción no compromete las propiedades eléctricas únicas del electrolito. Por lo tanto, es posible diseñar el proceso de fabricación del núcleo de la batería cerámica de protones.

"Con este estudio, estamos un paso más cerca de desarrollar el proceso de fabricación central para las baterías de cerámica de protones", dijeron los investigadores. Planeamos estudiar el proceso de fabricación de baterías cerámicas de protones de alta eficiencia y gran área en el futuro".