Am 14. Oktober 2024 präsentierten Forscher der Fuzhou-Universität einen bedeutenden Fortschritt in der Brennstoffzellentechnologie, der sich auf direkte ammoniakprotonische Keramikbrennstoffzellen (DA-PCFCs) konzentriert. Die Studie, veröffentlicht in Frontiers in Energy, führt eine CeO-unterstützte Ni- und Ru-Katalysatorschicht ein, die die elektrochemische Leistung dieser Zellen verbessert.
Ammoniak hat sich als vielversprechender Brennstoff für Festoxid-Brennstoffzellen aufgrund seines hohen Wasserstoffgehalts und seiner kohlenstoffneutralen Eigenschaften erwiesen. Dennoch hat die Erreichung optimaler Leistungen bei mittleren Temperaturen (500-600°C) Herausforderungen für eine breitere Anwendung dargestellt.
Das Forschungsteam unter der Leitung von Yu Luo und Yunyun Huang arbeitete mit dem Beijing Institute of Technology und dem Qingyuan Innovation Laboratory zusammen, um eine elektrolytunterstützte PCFC mit BaZrCeYO (BZCY) als Elektrolyt und BaSrCoFeO (BSCF) als Kathode zu entwickeln. Sie untersuchten die Leistung der PCFC unter Verwendung von Ammoniak als Brennstoff im Betriebstemperaturbereich von 500-700°C.
Die Einführung der M(Ni,Ru)/CeO-Katalysatorschicht führte zu einer bemerkenswerten Verbesserung der elektrochemischen Leistung der DA-PCFC. Das Degradationsverhältnis der Spitzenleistungsdichten (PPD) der mit Ni/CeO geladenen PCFC, die mit Ammoniak betrieben wird, verringerte sich signifikant bei 700°C und 500°C.
Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Ru-basierte Katalysatoren erhebliches Potenzial für direkte Ammoniak-Festoxid-Brennstoffzellen bei Temperaturen unter 600°C aufweisen, obwohl der Verbesserungseffekt über diesem Schwellenwert im Vergleich zu Ni-basierten Katalysatoren abnimmt. Diese Forschung trägt zur fortlaufenden Entwicklung effizienter und nachhaltiger Technologien zur Energieumwandlung bei.