据外媒报道，韩国研究团队利用先进的透射电子显微镜（TEM），阐明引发高温固体氧化物电解池系统性能下降的初始降解现象的机制。与之前的研究（在微米尺度上分析最后降解阶段）不同，这项研究成功地在纳米尺度上验证电解池材料的初始变化。
（图片来源：韩国科学技术研究院）
参与此项研究的包括韩国科学技术研究院（Korea Institute of Science and Technology，KIST）氢能材料研究中心等机构的研究人员。
该团队通过TEM衍射分析和理论计算，确定了电解池空气电极与电解质之间发生的降解机制。观察结果表明，在通过注氧过程推动电解反应时，氧离子在钇稳定氧化锆（YSZ）电解质界面处聚集。因此，界面YSZ的原子结构被压缩，导致形成纳米级缺陷，并最终导致空气电极和电解质之间出现裂纹，从而导致电解池性能下降。此外，通过直观地验证形成于界面处的应力和缺陷，该团队成功阐明在降解早期阶段发生的离子、原子、纳米级缺陷、孔隙和裂纹之间的相关性。
该研究首次阐明纳米级降解机制，为解决高温电解池在长期运行过程中性能下降的问题提供了指导。具体来说，这有助于开发在600°C以上长时间稳定运行的材料，大幅提高商用电解池的耐久性。这种先进的TEM纳米级分析技术可用于解决各种能源器件的降解问题。
该团队计划通过与制造商合作，创建大规模自动化生产流程，以加速高温电解池的商业化进程。此外，研究人员致力于开发可以抑制氧离子在电解池特定区域积聚的新材料，旨在提高生产效率并降低生产成本，最终降低清洁制氢的成本。
KIST的Hye Jung Chang博士表示：“利用先进的透射电子显微镜，我们能够在早期阶段发现以前未知的降解现象的原因。我们希望在此基础上提出能够提升高温电解池耐久性和生产效率的策略，推进清洁制氢的经济可行性发展。”
