پژوهشگران پیل سوختی سرامیکی جدیدی ایجاد کرده­اند که پایداری و عملکرد بالایی را ارائه می­دهد 

محدوده کاربرد پیل­های سوختی سرامیکی که تا کنون تنها به دلیل مشکلات مربوط به راه اندازی­های مکرر برای تولید نیرو در مقیاس بزرگ مورد استفاده قرار گرفته­ است، انتظار می­رود که در زمینه­ های جدیدی مانند وسایل نقلیه برقی، روبات­ها و هواپیماهای بدون سرنشین گسترش یابد. 

به موسسه علم و فناوری کره (KIST) اعلام کرد که تیمی به سرپرستی دکتر جی وون سون در مرکز تحقیقات مواد انرژی، از طریق پژوهش­های مشترک با پروفسور سونگ مین هان در موسسه پیشرفته علم و فناوری کره (KIST)، فناوری جدیدی را توسعه داده­است که با کاهش قابل توجه مقدار و اندازه کاتالیزور نیکل در آند با استفاده از فناوری فیلم نازک، فرسایش ناشی از چرخه اکسایش-کاهش را که عامل اصلی تخریب پیل سوختی سرامیکی است، مهار می­کند.

سلول­های سوختی سرامیکی، نماینده پیل­های سوختی با درجه حرارت بالا، عموماً در دمای بالا ۸۰۰ درجه سانتیگراد یا بالاتر عمل می­کنند. بنابراین، کاتالیزورهای ارزان قیمت، مانند نیکل، می­توانند در این سلول­ها استفاده شوند؛ در مقابل پیل­های سوختی الکترولیت پلیمری با دمای پایین که از کاتالیزورهای گران قیمت پلاتین استفاده می­کنند. نیکل معمولاً تقریباً ۴۰% حجم آند پیل سوختی سرامیکی را شامل می­شود. با این حال، از آنجا که نیکل در دماهای بالا تجمع می­یابد، هنگامی که پیل سوختی سرامیکی در معرض فرآیندهای اکسیداسیون و کاهش همراه با چرخه توقف راه ­اندازی مجدد قرار می­گیرد، گسترش غیرقابل کنترل رخ می­دهد. این منجر به تخریب کل ساختار پیل سوختی سرامیکی می­شود. این عیب کشنده مانع از تولید نیرو توسط پیل­های سوختی سرامیکی در مواردی می­شود که نیاز به راه ­اندازی مکرر دارد.

در تلاش برای غلبه بر این، تیم دکتر جی وون سون در KIST یک مفهوم جدید برای یک آند ایجاد کردند که حاوی نیکل کمتری است، فقط ۲۰/۱ پیل سوختی سرامیکی معمولی. این مقدار نیکل کاهش یافته باعث می­شود ذرات نیکل موجود در آند از یکدیگر جدا بمانند. برای جبران کاهش مقدار کاتالیزور نیکل، سطح نیکل از طریق تحقق ساختار آندی که در آن نانوذرات نیکل به طور مساوی در سراسر ماتریس سرامیک با استفاده از یک فرآیند رسوب لایه نازک توزیع شده­اند، به شدت افزایش می­یابد. در پیل­های سوختی سرامیکی که از این آند جدید استفاده می­کنند، هیچگونه خرابی یا تخریب عملکردی پیل­های سوختی سرامیکی حتی پس از بیش از ۱۰۰ چرخه اکسایش-کاهش، در مقایسه با پیل­های سوختی سرامیکی معمولی که پس از کمتر از ۲۰ چرخه از کار افتاد، مشاهده نشد. علاوه بر این، قدرت خروجی پیل­های سوختی سرامیکی با آند جدید، با وجود کاهش قابل توجه محتوای نیکل، ۵/۱ برابر سلول­های معمولی بهبود یافت. 

دکتر جی وون سون اهمیت این مطالعه را توضیح داد و اظهار داشت: "پژوهش­های ما در مورد پیل سوختی آند جدید به طور سیستماتیک در هر مرحله، از طراحی تا تحقق و ارزیابی، بر اساس درک ما از شکست اکسایش-کاهش انجام شد که یکی از عوامل اصلی تخریب پیل­های سوختی سرامیکی است. " دکتر سون همچنین اظهار داشت: "پتانسیل استفاده از این پیل­های سوختی سرامیکی در زمینه­ هایی غیر از نیروگاه­ها، مانند تحرک، بسیار زیاد است. "

گرداورندگان: دکتر آدرینه ملک خاچاطوریان- مهندس ریحانه گودرزی
منبع: https://www.azom.com/news.aspx?newsID=۵۵۵۹۵