Istraživački tim koji predvodi dr Sung Mook Choi sa Korejskog instituta za nauku o materijalima razvio je proces proizvodnje elektroda u jednom koraku po prvi put u Južnoj Koreji. Istraživanje je objavljeno u časopisu Applied Energy.
Ovaj proces proizvodi elektrode, ključnu komponentu elektrolize vode putem anjonske membrane, direktno od sirovina do nivoa masovne proizvodnje. Tim je uspešno primenio ovaj proces na komercijalni gomila elektrolizera vode sa anjonoizmenjivačkom membranom.
Ova tehnologija koristi proces toplog presovanja u jednom koraku koji pretvara kobalt hidroksid u katalizator kobalt oksida dok istovremeno formira visoko ujednačen sloj katalizatora. Ova metoda zamenjuje složene korake postojećeg procesa (hidroksid-oksid-drobljenje-disperzija-prevlačenje-sušenje) sa jednim korakom nanošenja premaza.
Ovo dostignuće pojednostavljuje proces za 60% u poređenju sa tradicionalnom metodom i omogućava stvaranje jednolikog sloja katalizatora. Pored toga, potvrđeno je da su efikasnost proizvodnje vodonika i trajnost tokom kontinuiranog rada značajno poboljšani.
Da bi optimizovao proces proizvodnje elektroda u jednom koraku, istraživački tim je uspešno proizveo sloj katalizatora sastavljen od uniformnih čestica oksida, veličine svakih 10 nanometara, pažljivo kontrolišući uslove suspenzije kobalt (Co) hidroksida, kao i temperaturu i pritisak, koji su ključni faktori u procesu vrućeg presovanja.
Štaviše, razvijena elektroda je korišćena za proizvodnju sklopa membranske elektrode (MEA) koji uključuje membranu za izmenu anjona i katalizator za izdvajanje vodonika. Njegova stabilnost i performanse potvrđeni su u komercijalnoj ćeliji za elektrolizu vode.
Primenom razvijene elektrode na sistem za elektrolizu vode sa membranom za anjonsku izmenu, tim je pokazao mogućnost postizanja stabilne elektrolize vode sa membranom za anjonsku izmenu sa visokom efikasnošću stvaranja vodonika (približno 80% na osnovu niske specifične kalorijske vrednosti) i niskom stopom razgradnje (2 milivolti po kilovat satu za 1.000 sati neprekidnog rada).
Očekuje se da će proizvodnja zelenog vodonika iz vodene elektrolize dostići 11 miliona tona i 69 gigavata kapaciteta do 2030. U Koreji su u toku napori da se razvije tehnologija za demonstraciju sistema za elektrolizu vode na nivou megavata anjonske izmene do 2024. godine, sa ciljem komercijalizacije takav sistem do 2030.
Trenutno, domaći nivo tehnologije elektrolize vode sa anjonoizmenjivačkim membranama je približno 70-80% standarda svetske klase. Ovo zahteva značajna ulaganja u srodne oblasti i hitnu potrebu da se obezbedi osnovna originalna tehnologija i lokalizuje tehnologija.
Kroz razvoj ove tehnologije, očekuje se da će obezbeđivanjem izvorne tehnologije za proces proizvodnje elektroda koja se može masovno proizvoditi, biti moguće obezbediti globalnu prednost u srodnim tehnologijama, lokalizovati tehnologiju elektrolize vode i kreirati i dominirati prekomorska tržišta elektrolize vode.
Dr Sung Mook Choi, glavni istraživač, izjavio je: „Razvijanjem procesa proizvodnje elektroda vrućim presovanjem u jednom koraku sa visokom pouzdanošću procesa, rešili smo jedan od ključnih izazova u vezi sa komercijalizacijom elektrolize vode putem membrane za anjonsku izmenu.
„Ukoliko se primeni ova tehnologija, predviđamo da će masovna proizvodnja elektrolize vode putem anjonske izmene biti moguća, što će značajno smanjiti jedinične troškove.“
