Penemuan yang mempercepat komersialisasi sel elektrolitik oksida padat untuk produksi hidrogen hijau

Teknologi produksi hidrogen hijau mutlak diperlukan untuk realisasi ekonomi hidrogen karena, tidak seperti hidrogen abu-abu, hidrogen hijau tidak menghasilkan karbon dioksida dalam jumlah besar selama produksinya. Sel elektrolit oksida padat (SOEC), yang menggunakan energi terbarukan untuk mengekstraksi hidrogen dari air, menarik perhatian karena tidak menghasilkan polutan. Di antara teknologi ini, sel elektrolit oksida padat suhu tinggi memiliki keunggulan efisiensi tinggi dan kecepatan produksi yang cepat.

Baterai keramik proton adalah teknologi SOEC suhu tinggi yang menggunakan elektrolit keramik proton untuk mentransfer ion hidrogen di dalam suatu material. Baterai ini juga menggunakan teknologi yang mengurangi suhu pengoperasian dari 700 °C atau lebih tinggi hingga 500 °C atau lebih rendah, sehingga mengurangi ukuran dan harga sistem, serta meningkatkan keandalan jangka panjang dengan menunda penuaan. Namun, karena mekanisme utama yang bertanggung jawab untuk sintering elektrolit keramik protik pada suhu yang relatif rendah selama proses pembuatan baterai belum ditentukan dengan jelas, sulit untuk beralih ke tahap komersialisasi.

Tim peneliti di Pusat Penelitian Bahan Energi di Institut Sains dan Teknologi Korea mengumumkan bahwa mereka telah menemukan mekanisme sintering elektrolit ini, meningkatkan kemungkinan komersialisasi: ini adalah generasi baru baterai keramik efisiensi tinggi yang belum pernah ditemukan sebelumnya .

Tim peneliti merancang dan melakukan berbagai eksperimen model berdasarkan pengaruh fasa transien terhadap densifikasi elektrolit selama sintering elektroda. Mereka menemukan untuk pertama kalinya bahwa menyediakan sejumlah kecil bahan pembantu sintering gas dari elektrolit transien dapat meningkatkan sintering elektrolit. Pembantu sintering gas jarang dan sulit diamati secara teknis. Oleh karena itu, hipotesis bahwa densifikasi elektrolit dalam sel keramik proton disebabkan oleh zat sintering yang menguap tidak pernah diajukan. Tim peneliti menggunakan ilmu komputasi untuk memverifikasi agen sintering gas dan memastikan bahwa reaksi tersebut tidak membahayakan sifat listrik unik dari elektrolit. Oleh karena itu, dimungkinkan untuk merancang proses pembuatan inti baterai keramik proton.

“Dengan studi ini, kami selangkah lebih dekat untuk mengembangkan proses pembuatan inti baterai keramik proton,” kata para peneliti. Kami berencana untuk mempelajari proses pembuatan baterai keramik proton dengan area luas dan efisiensi tinggi di masa mendatang."