Tecnologia de processo de semicondutores em escala atômica e tecnologia de hidrogênio limpo unem-se
Uma representação esquemática que ilustra o mecanismo para controlar a espessura em escala atômica no pó do eletrodo através do uso da tecnologia ALD em pó. Crédito:POSTECH Células a combustível de óxido sólido (SOFC) são amplamente utilizadas para armazenamento de energia, transporte e diversas aplicações, empregando eletrólitos sólidos, como cerâmica. A eficiência dessas células depende do desempenho e da estabilidade de seus eletrodos.
Para aumentar esta eficiência, é necessário fabricar eletrodos com estrutura porosa. Infelizmente, as tecnologias existentes enfrentam desafios na obtenção de um revestimento uniforme de materiais cerâmicos dentro de eletrodos que possuem estruturas porosas complexas.
Uma equipe de pesquisa colaborativa, composta pelo Professor Jihwan An e Ph.D. o candidato Sung Eun Jo, do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Ciência e Tecnologia de Pohang (POSTECH), e outros, produziu com sucesso eletrodos porosos para SOFCs usando os mais recentes processos de semicondutores. Esta pesquisa foi apresentada como artigo de contracapa em Small Methods .
O processo de deposição de camada atômica (ALD) envolve a deposição de materiais gasosos sobre uma superfície de substrato em camadas atômicas finas e uniformes. Em um estudo recente, a equipe do professor Jihwan An, conhecida por seu trabalho anterior no aumento da eficiência de SOFCs usando ALD, desenvolveu e aplicou um processo e equipamento de ALD em pó. Isso lhes permitiu revestir com precisão filmes nanofinos em pós finos.
A equipe usou esse processo para revestir uniformemente um óxido de zircônio (ZrO2 ) material cerâmico sobre um cátodo estruturado poroso (LSCF). Ao contrário dos processos ALD tradicionais para semicondutores que adsorvem principalmente reagentes gasosos na superfície de estruturas porosas e enfrentam limitações na penetração de poros complexos, a equipe empregou um processo de camada atômica em materiais de eletrodo em pó e depositou com sucesso esses materiais dentro da estrutura.
Em testes experimentais, os eletrodos da equipe demonstraram um aumento notável de 2,2 vezes na densidade máxima de potência das células em comparação com os convencionais, mesmo em ambientes de alta temperatura (700–750°C). Além disso, alcançaram uma redução de 60% na resistência à ativação, um fator que normalmente diminui a eficiência celular.
Em resposta a esta questão, a equipa de investigação desenvolveu uma mão protética inovadora adaptada para um paciente que perdeu o polegar e o indicador num acidente de carro. Esta prótese avançada opera interpretando sinais do cérebro para os músculos através de sensores. Ao contrário das próteses convencionais, incorpora um módulo de rotação do punho, permitindo aos pacientes desfrutar de movimentos irrestritos dos pulsos.
O professor Jihwan An, que liderou a pesquisa, disse:"Isso significa um avanço nos sistemas de energia verde por meio da aplicação de tecnologia avançada baseada em processos de semicondutores. A tecnologia Powder ALD possui imenso potencial em várias aplicações, incluindo SOFCs, produção de hidrogênio e dispositivos de bateria secundária, como SOEC."
Ele acrescentou:“Continuaremos nossos esforços de pesquisa para aprimorar soluções sustentáveis para energia verde”.
