Težnja ka čistim i efikasnim tehnologijama konverzije energije dovela je do značajnog napretka u istraživanju gorivih ćelija. Studija sprovedena na Univerzitetu Fuzhou i objavljena u Frontiers in Energy, predstavlja novi pristup za poboljšanje performansi direktnih amonijačnih protonskih keramičkih gorivnih ćelija (DA-PCFC).
Uvođenjem sloja Ni i Ru katalizatora podržanog sa CeO 2, istraživački tim je uspešno poboljšao elektrohemijske performanse ovih ćelija, nudeći obećavajući korak ka održivijim energetskim rešenjima.
Amonijak se pojavljuje kao izuzetno gorivo za čvrste oksidne gorivne ćelije (SOFC) zbog svog visokog sadržaja vodonika i neutralnosti ugljenika. Međutim, izazov postizanja zadovoljavajućih performansi na srednjim temperaturama (500–600°C) je omeo njegovu široku primenu.
Razvoj efikasnih katalizatora za olakšavanje razgradnje amonijaka i poboljšanje elektrohemijskih reakcija je ključan za napredak DA-PCFC.
Predvođeni Iu Luom i Iuniun Huangom, tim na Univerzitetu Fuzhou, Pekinškom institutu za tehnologiju i Laboratoriji za inovacije Kingiuan fokusirali su se na razvoj sloja katalizatora podržanog CeO 2 za rekonstrukciju površine anode DA-PCFC.
Studija je uključivala proizvodnju PCFC-a na bazi elektrolita koristeći BaZr 0,1 Ce 0,7 I 0,2 O 3–δ (BZCI) kao elektrolit i Ba 0,5 Sr 0,5 Co 0,8 Fe 0,2 O 3–δ (BSCF) kao katodu.
Istraživači su istraživali performanse PCFC-a koristeći NH 3 kao gorivo u opsegu radne temperature od 500–700°C i uporedili ga sa tradicionalnim vodoničnim gorivom.
Uvođenje sloja katalizatora M(Ni,Ru)/CeO 2 rezultiralo je značajnim poboljšanjem elektrohemijskih performansi DA-PCFC. U poređenju sa H 2 kao gorivom, odnos degradacije vršne gustine snage (PPD) PCFC-a napunjenog Ni/CeO 2 sa NH 3 opao je na 700–500°C, sa smanjenjem na 13,3% na 700°C i 30,7% na 500°C.
Nalazi pokazuju da katalizatori na bazi Ru pokazuju veće obećanje za direktni amonijačni SOFC (DA-SOFC) na radnim temperaturama ispod 600°C. Međutim, efekat poboljšanja postaje manje značajan iznad 600°C u poređenju sa katalizatorima na bazi Ni.
Ova studija daje značajan doprinos oblasti tehnologije gorivnih ćelija demonstrirajući potencijal katalizatora podržanih CeO 2 da poboljšaju performanse DA-PCFC. Poboljšane elektrohemijske performanse i smanjene stope degradacije na različitim temperaturama nude održiv put ka efikasnijim i održivijim sistemima za konverziju energije.
Istraživanje ne samo da se bavi tehničkim izazovima povezanim sa gorivnim ćelijama amonijaka, već i utire put daljem razvoju i komercijalizaciji ovih ekološki prihvatljivih energetskih tehnologija.
