Para saintis telah mencapai kejayaan besar dalam teknologi tenaga bersih dengan membangunkan proses salutan mangkin yang menggandakan kecekapan sel bahan api oksida pepejal dalam masa empat minit sahaja. Inovasi ini akan merevolusikan peranti penukaran tenaga dan mempercepatkan penggunaan penyelesaian ekonomi hidrogen.
-
Dalam lonjakan besar ke hadapan untuk teknologi tenaga bersih, penyelidik di Institut Penyelidikan Tenaga Korea (KIER), KAIST dan Pusan National University telah memperkenalkan teknologi salutan pemangkin termaju yang meningkatkan prestasi sel bahan api oksida pepejal (SOFC) sebanyak tiga kali. kali dalam masa empat minit sahaja.
Diketuai oleh Yoonseok Choi, penyelidik kanan di KIER, pasukan itu membangunkan teknologi novel ini, menandakan kemajuan besar dalam bidang sel bahan api. The penemuan pasukan telah diterbitkan dalam Advanced Materials, jurnal berprestij yang terkenal dengan pengaruhnya dalam sains bahan.
Sel bahan api oksida pepejal, yang terkenal dengan kecekapan penjanaan kuasa yang unggul, adalah asas kepada pembangunan ekonomi hidrogen yang mampan. Tidak seperti sel bahan api lain, SOFC boleh beroperasi pada pelbagai bahan api termasuk hidrogen, biogas dan gas asli, sambil juga menggunakan tenaga haba yang dihasilkan untuk menjana kuasa tambahan. Walaupun potensinya, penggunaan SOFC yang meluas telah dihalang oleh tindak balas pengurangan oksigen perlahan (ORR) pada elektrod udara (katod).
Cabaran ini mendorong pasukan penyelidik untuk memberi tumpuan kepada elektrod komposit LSM-YSZ, bahan yang digemari secara komersial yang terkenal dengan kestabilannya. Dengan menyepadukan pemangkin praseodymium oksida (PrOx) skala nano melalui proses pemendapan elektrokimia yang inovatif, mereka mempercepatkan kinetik ORR dengan ketara. Kaedah salutan ini cepat, siap dalam masa empat minit sahaja.
Kesederhanaan dan kecekapan kaedah Pemendapan Elektrokimia Katodik (CELD) amat perlu diberi perhatian. Ia beroperasi pada suhu bilik dan tekanan atmosfera, menafikan keperluan untuk jentera yang kompleks. Proses ini melibatkan merendam elektrod komposit dalam larutan ion praseodymium dan menggunakan arus elektrik untuk menghasilkan ion hidroksida, yang kemudiannya bertindak balas dengan praseodymium untuk membentuk mendakan seragam. Ini berubah menjadi lapisan oksida yang stabil apabila pengeringan, dengan berkesan meningkatkan keupayaan pengurangan oksigen katod.
Kaedah salutan baharu bukan sahaja mengurangkan rintangan polarisasi sebanyak faktor 10, tetapi ia juga meningkatkan tiga kali ganda ketumpatan kuasa puncak SOFC kepada 418 mW/cm² pada suhu 650 darjah Celsius. Lonjakan prestasi ketara ini menandakan kecekapan tertinggi yang dilaporkan untuk SOFC dengan elektrod komposit LSM-YSZ.
“Teknik pemendapan elektrokimia yang kami bangunkan ialah proses pasca yang tidak memberi kesan ketara kepada proses pembuatan SOFC sedia ada. Ini menjadikannya berdaya maju dari segi ekonomi untuk memperkenalkan pemangkin nano oksida, meningkatkan kebolehgunaan industrinya,” kata Choi dalam kenyataan.
Inovasi ini mewakili langkah penting dalam usaha berterusan untuk mengoptimumkan teknologi sel bahan api, yang berpotensi mempercepatkan penggunaan meluas penyelesaian tenaga bersih.
Dalam merenungkan kesan yang lebih luas, Choi menambah, "Kami telah memperoleh teknologi teras yang boleh digunakan bukan sahaja pada SOFC tetapi juga pada pelbagai peranti penukaran tenaga, seperti elektrolisis suhu tinggi (SOEC) untuk pengeluaran hidrogen."
Apabila dunia beralih ke arah tenaga mampan, penemuan seperti ini boleh membuka jalan kepada sel bahan api yang lebih cekap dan berdaya maju dari segi ekonomi, meletakkan SOFC sebagai teknologi asas dalam landskap tenaga hijau.