科学者たちは、わずか 4 分で固体酸化物燃料電池の効率を 3 倍にする触媒コーティング プロセスを開発し、クリーン エネルギー技術における大きな進歩を達成しました。このイノベーションは、エネルギー変換デバイスに革命をもたらし、水素経済ソリューションの採用を加速させるでしょう。
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クリーンエネルギー技術の大きな飛躍として、韓国エネルギー研究院（KIER）、KAIST、釜山国立大学の研究者らが、わずか4分で固体酸化物形燃料電池（SOFC）の性能を3倍向上させる最先端の触媒コーティング技術を発表した。
KIERの上級研究員であるチェ・ユンソク氏が率いるチームは、燃料電池分野における大きな進歩を示すこの新しい技術を開発しました。 チームの調査結果 材料科学における影響力で知られる権威ある雑誌「Advanced Materials」に掲載されました。
優れた発電効率で知られる固体酸化物燃料電池は、持続可能な水素経済の発展に不可欠です。他の燃料電池とは異なり、SOFC は水素、バイオガス、天然ガスなどのさまざまな燃料で動作し、発生した熱エネルギーを利用して追加の電力を生成することもできます。その可能性にもかかわらず、SOFC の広範な採用は、空気電極 (カソード) での酸素還元反応 (ORR) が遅いために妨げられてきました。
この課題をきっかけに、研究チームは、安定性で知られる商業的に好まれる材料である LSM-YSZ 複合電極に注目するようになりました。革新的な電気化学堆積プロセスによってナノスケールの酸化プラセオジム (PrOx) 触媒を統合することで、ORR 速度を大幅に向上させました。このコーティング方法は迅速で、わずか 4 分で完了します。
カソード電気化学堆積法 (CELD) のシンプルさと効率性は特に注目に値します。室温、大気圧で動作するため、複雑な機械は必要ありません。このプロセスでは、複合電極をプラセオジムイオン溶液に浸し、電流を流して水酸化物イオンを生成し、プラセオジムと反応して均一な沈殿物を形成します。乾燥すると安定した酸化物層に変化し、カソードの酸素還元能力が効果的に強化されます。
新しいコーティング方法により、分極抵抗が 10 分の 418 に減少しただけでなく、SOFC のピーク電力密度が 650 度の温度で XNUMX mW/cm² と XNUMX 倍に増加しました。この大幅な性能向上は、LSM-YSZ 複合電極を使用した SOFC で報告された最高の効率を示しています。
「私たちが開発した電気化学堆積技術は、SOFCの既存の製造プロセスに大きな影響を与えない後工程です。これにより、酸化物ナノ触媒を導入するのに経済的に実行可能になり、産業上の適用性が向上します」とチェ氏は述べた。 ステートメント.
このイノベーションは、燃料電池技術を最適化するための継続的な取り組みにおいて極めて重要な一歩であり、クリーンエネルギーソリューションの広範な導入を加速させる可能性があります。
チェ氏は、より広範な影響について、「SOFCだけでなく、水素製造のための高温電気分解（SOEC）など、さまざまなエネルギー変換装置に適用できるコア技術を確保した」と付け加えた。
世界が持続可能なエネルギーへと移行する中、このようなブレークスルーは、より効率的で経済的に実現可能な燃料電池への道を開き、SOFC をグリーンエネルギー分野の基礎技術として位置付ける可能性があります。