Barium Zirconate ໃນ Cell Fuel Oxide Solid (SOFC): ການຄົ້ນຄວ້າສ້າງ Momentum ສໍາລັບລະບົບ Hydrogen ຮຸ່ນຕໍ່ໄປ

Barium zirconate (BaZrO₃) ກໍາລັງເກີດຂື້ນເປັນວັດສະດຸທີ່ສໍາຄັນໃນວິວັດທະນາການຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຂອງເຕັກໂນໂລຊີນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟອອກໄຊແຂງ (SOFC), ຍ້ອນວ່ານັກຄົ້ນຄວ້າຊອກຫາວິທີທີ່ຈະເອົາຊະນະສິ່ງທ້າທາຍທີ່ຍາວນານທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບປະສິດທິພາບ, ຄວາມທົນທານ, ແລະອຸນຫະພູມການດໍາເນີນງານ. ດ້ວຍຄວາມສົນໃຈທົ່ວໂລກໃນການເລັ່ງພະລັງງານໄຮໂດເຈນ, ວັດສະດຸທີ່ໃຊ້ BaZrO₃ ໄດ້ຮັບຄວາມສົນໃຈສໍາລັບຄວາມສາມາດທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງ proton-conducting ແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງທາງເຄມີ.

ຕາມປະເພນີ, SOFCs ອີງໃສ່ຕົວນໍາອົກຊີເຈນທີ່ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີອຸນຫະພູມການເຮັດວຽກທີ່ສູງທີ່ສຸດ, ໂດຍປົກກະຕິແມ່ນສູງກວ່າ 800 ° C. ເງື່ອນໄຂທີ່ຕ້ອງການເຫຼົ່ານີ້ເພີ່ມຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງລະບົບແລະຈໍາກັດຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືໃນໄລຍະຍາວ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ການສຶກສາທີ່ຜ່ານມາສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ doped barium zirconate — ໂດຍສະເພາະ BaZr₀.₉Y₀.₁O₃ ແລະອົງປະກອບທີ່ຄ້າຍຄືກັນ — ສະແດງໃຫ້ເຫັນການນໍາ proton ທີ່ດີເລີດໃນອຸນຫະພູມປານກາງ. ນີ້ອະນຸຍາດໃຫ້ SOFCs ດໍາເນີນການທີ່ມີປະສິດທິພາບຫຼາຍຂຶ້ນໃນຂອບເຂດ 400 ° C – 600 ° C, ສະເຫນີເສັ້ນທາງທີ່ມີທ່າແຮງໄປສູ່ລະບົບທີ່ມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕ່ໍາແລະທົນທານກວ່າ.

ຜູ້ຊ່ຽວຊານດ້ານອຸດສາຫະກໍາສັງເກດເຫັນວ່າ BaZrO₃ ຍັງໂດດເດັ່ນສໍາລັບການຕໍ່ຕ້ານສານເຄມີພິເສດຂອງມັນ. ບໍ່ເຫມືອນກັບວັດສະດຸ SOFC ແບບດັ້ງເດີມຈໍານວນຫຼາຍ, ມັນທົນທານຕໍ່ການເຊື່ອມໂຊມໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຊຸ່ມຊື່ນແລະຮັກສາຄວາມສົມບູນຂອງໂຄງສ້າງເມື່ອສໍາຜັດກັບ CO₂, ເຮັດໃຫ້ມັນເຫມາະສົມສໍາລັບການນໍາໃຊ້ hydrogen ແລະ syngas ທີ່ແທ້ຈິງ.

ຜູ້ຜະລິດແລະສະຖາບັນການຄົ້ນຄວ້າໃນປັດຈຸບັນກໍາລັງລົງທຶນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນການປັບປຸງຂະບວນການ sintering, optimizing ຂອບເຂດຂອງເມັດພືດ, ແລະເພີ່ມຄວາມເຂັ້ມແຂງກົນຈັກເພື່ອເຮັດໃຫ້ອົງປະກອບ SOFC ທີ່ອີງໃສ່ BaZrO₃ ໃກ້ຊິດກັບຄວາມເປັນໄປໄດ້ທາງການຄ້າ. ຄວາມກ້າວຫນ້າເຫຼົ່ານີ້ມີຈຸດປະສົງເພື່ອປົດລັອກຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານທີ່ສູງຂຶ້ນ, ອາຍຸການໃຊ້ງານທີ່ຍາວນານ, ແລະປັບປຸງຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຂອງນໍ້າມັນ.

ໃນຂະນະທີ່ປະເທດຕ່າງໆກ້າວໄປຂ້າງໜ້າດ້ວຍໂຄງສ້າງພື້ນຖານໄຮໂດຣເຈນ ແລະເທັກໂນໂລຍີຄາບອນຕໍ່າ, barium zirconate ກໍາລັງກາຍເປັນຈຸດໃຈກາງໃນການສະແຫວງຫາການແກ້ໄຂ SOFC ທີ່ມີປະສິດທິພາບ, ສາມາດຂະຫຍາຍໄດ້. ດ້ວຍນະວັດຕະກໍາຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, BaZrO₃ ມີທ່າແຮງໃນການປ່ຽນແປງຕະຫຼາດເຊນນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟ ແລະເລັ່ງການຫັນປ່ຽນໄປສູ່ລະບົບພະລັງງານທີ່ສະອາດກວ່າໃນທົ່ວໂລກ.