एक खोज जो हरित हाइड्रोजन के उत्पादन के लिए ठोस ऑक्साइड इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाओं के व्यावसायीकरण को गति देती है

हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था की अंतिम प्राप्ति के लिए ग्रीन हाइड्रोजन उत्पादन तकनीक नितांत आवश्यक है क्योंकि ग्रे हाइड्रोजन के विपरीत, ग्रीन हाइड्रोजन अपने उत्पादन के दौरान बड़ी मात्रा में कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन नहीं करता है। ठोस ऑक्साइड इलेक्ट्रोलाइटिक सेल (SOEC), जो पानी से हाइड्रोजन निकालने के लिए नवीकरणीय ऊर्जा का उपयोग करते हैं, ध्यान आकर्षित कर रहे हैं क्योंकि वे प्रदूषक पैदा नहीं करते हैं। इन तकनीकों में, उच्च तापमान ठोस ऑक्साइड इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाओं में उच्च दक्षता और तेज उत्पादन गति के फायदे हैं।

प्रोटॉन सिरेमिक बैटरी एक उच्च तापमान एसओईसी तकनीक है जो सामग्री के भीतर हाइड्रोजन आयनों को स्थानांतरित करने के लिए प्रोटॉन सिरेमिक इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करती है। ये बैटरी एक ऐसी तकनीक का भी उपयोग करती हैं जो ऑपरेटिंग तापमान को 700 डिग्री सेल्सियस या उससे अधिक से 500 डिग्री सेल्सियस या उससे कम तक कम कर देती है, जिससे सिस्टम का आकार और कीमत कम हो जाती है, और उम्र बढ़ने में देरी से दीर्घकालिक विश्वसनीयता में सुधार होता है। हालाँकि, बैटरी निर्माण प्रक्रिया के दौरान अपेक्षाकृत कम तापमान पर प्रोटिक सिरेमिक इलेक्ट्रोलाइट्स को सिंटर करने के लिए जिम्मेदार प्रमुख तंत्र को स्पष्ट रूप से परिभाषित नहीं किया गया है, इसलिए व्यावसायीकरण चरण में जाना मुश्किल है।

कोरिया इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी में एनर्जी मैटेरियल्स रिसर्च सेंटर में शोध दल ने घोषणा की कि उन्होंने इस इलेक्ट्रोलाइट सिंटरिंग तंत्र की खोज की है, व्यावसायीकरण की संभावना को बढ़ाते हुए: यह उच्च दक्षता वाली सिरेमिक बैटरी की एक नई पीढ़ी है जिसे पहले खोजा नहीं गया है .

इलेक्ट्रोड सिंटरिंग के दौरान इलेक्ट्रोलाइट घनत्व पर क्षणिक चरण के प्रभाव के आधार पर शोध दल ने विभिन्न मॉडल प्रयोगों को डिजाइन और कार्यान्वित किया। उन्होंने पहली बार पाया कि क्षणिक इलेक्ट्रोलाइट से थोड़ी मात्रा में गैसीय सिंटरिंग सहायक सामग्री प्रदान करने से इलेक्ट्रोलाइट के सिंटरिंग को बढ़ावा मिल सकता है। तकनीकी रूप से निरीक्षण करने के लिए गैस सिंटरिंग सहायक दुर्लभ और कठिन हैं। इसलिए, परिकल्पना है कि प्रोटॉन सिरेमिक कोशिकाओं में इलेक्ट्रोलाइट घनत्व वाष्पीकरण सिंटरिंग एजेंट के कारण होता है, कभी भी प्रस्तावित नहीं किया गया है। अनुसंधान दल ने गैसीय सिंटरिंग एजेंट को सत्यापित करने के लिए कम्प्यूटेशनल विज्ञान का उपयोग किया और पुष्टि की कि प्रतिक्रिया इलेक्ट्रोलाइट के अद्वितीय विद्युत गुणों से समझौता नहीं करती है। इसलिए, प्रोटॉन सिरेमिक बैटरी की मुख्य निर्माण प्रक्रिया को डिजाइन करना संभव है।

"इस अध्ययन के साथ, हम प्रोटॉन सिरेमिक बैटरी के लिए मुख्य निर्माण प्रक्रिया को विकसित करने के करीब एक कदम हैं," शोधकर्ताओं ने कहा। हम भविष्य में बड़े क्षेत्र, उच्च दक्षता वाली प्रोटॉन सिरेमिक बैटरी की निर्माण प्रक्रिया का अध्ययन करने की योजना बना रहे हैं।"