p Uma equipe de pesquisa na Coréia desenvolveu uma célula a combustível de cerâmica que oferece estabilidade e alto desempenho enquanto reduz a quantidade necessária de catalisador por um fator de 20. A faixa de aplicação para células a combustível de cerâmica, que até agora só foram usados ​​para geração de energia em grande escala devido às dificuldades associadas a partidas frequentes, pode-se esperar que se expanda para novos campos, como veículos elétricos, robôs, e drones. p Dr. Ji-Won Son do Center for Energy Materials Research, por meio de pesquisa conjunta com o professor Seung Min Han no Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia (KAIST), desenvolveu uma nova tecnologia que suprime a deterioração provocada pelo ciclo de redução-oxidação, uma das principais causas da degradação da célula de combustível de cerâmica, reduzindo significativamente a quantidade e o tamanho do catalisador de níquel no ânodo usando uma tecnologia de película fina.

p Células a combustível cerâmicas, representante de células de combustível de alta temperatura, geralmente operam em altas temperaturas — 800 ° C ou mais. Portanto, catalisadores baratos, como níquel, pode ser usado nessas células, em oposição às células a combustível de eletrólito de polímero de baixa temperatura, que usam catalisadores de platina caros. O níquel geralmente compreende aproximadamente 40% do volume do ânodo de uma célula a combustível de cerâmica. Contudo, uma vez que o níquel se aglomera em altas temperaturas, quando a célula a combustível de cerâmica é exposta aos processos de oxidação e redução que acompanham os ciclos de parada-reinício, ocorre uma expansão incontrolável. Isso resulta na destruição de toda a estrutura da célula a combustível de cerâmica. Esta desvantagem fatal evitou a geração de energia por células a combustível cerâmicas a partir de aplicações que requerem partidas frequentes.

p Em um esforço para superar isso, A equipe do Dr. Ji-Won Son no KIST desenvolveu um novo conceito para um ânodo que contém significativamente menos níquel, apenas 1/20 de uma célula de combustível de cerâmica convencional. Esta quantidade reduzida de níquel permite que as partículas de níquel no ânodo permaneçam isoladas umas das outras. Para compensar a quantidade reduzida de catalisador de níquel, a área de superfície do níquel é drasticamente aumentada através da realização de uma estrutura anódica onde nanopartículas de níquel são distribuídas uniformemente por toda a matriz cerâmica usando um processo de deposição de filme fino. Em células de combustível de cerâmica usando este novo ânodo, nenhuma deterioração ou degradação do desempenho das células a combustível cerâmicas foi observada, mesmo depois de mais de 100 ciclos de redução-oxidação, em comparação com células de combustível cerâmicas convencionais, que falhou após menos de 20 ciclos. Além disso, a produção de energia das novas células de combustível de cerâmica anódica foi melhorada em 1,5 vezes em comparação com as células convencionais, apesar da redução substancial do teor de níquel.

p Dr. Ji-Won Son disse:"Nossa pesquisa sobre a nova célula de combustível do ânodo foi conduzida sistematicamente em todas as fases, do design à realização e avaliação, com base em nosso entendimento de falha de redução-oxidação, que é uma das principais causas da destruição das células a combustível cerâmicas. "

p Dr. Son disse, "O potencial de aplicar essas células a combustível cerâmicas em campos que não sejam usinas de energia, como para mobilidade, é tremendo. "

p Os resultados da pesquisa foram publicados em Acta Materialia .