Neutronos módszerek és katalízis az energiakutatásban
A megújuló energiaforrások jövőbeni térnyerése a rugalmas tárolási-visszatermelési technológiák, valamint a rájuk épülő gazdaság új összetevőinek kutatás-fejlesztésétől függ. A tárolási módszerek között előkelő helyet foglalnak el az akkumulátorok és a víz elektrolízise. Az utóbbival előállított tiszta hidrogéngáz – mint energiahordozó – előnye, hogy üzemanyagcellában villamos energia nyerhető belőle, de környezetkímélő ipari felhasználásra is alkalmas.
Az EK berkein belül kitűzött cél, hogy a víz elektrolízisében alkalmazható új katalizátorok fejlesztésével és a maiaknál költséghatékonyabb anyagok felhasználásával demonstráljuk a katalíziskutatásban rejlő lehetőségeket.
Az új katalizátorok vizsgálatának első helyszíne: az EK Felületkémiai és Katalízis Laboratórium műszeres munkaterülete.Az EK részeként működő Budapesti Neutron Centrum (BNC) Európa ötödik legjelentősebb neutronos kutatóközpontja. Unikális mérési lehetőségeit a MENL keretében üzemanyagcellák és Li/Na-alapú szilárdtest-akkumulátorok működés közbeni (operando) vizsgálatában kamatoztathatjuk. A mikroszerkezet (PSD-berendezés) és az elemösszetétel meghatározása mellett valós idejű képalkotásra is van lehetőség (NIPS-NORMA berendezés). E berendezéseket a megfelelő mérőcellákkal együtt tökéletesítve a képalkotás esetében célunk, hogy 30 mikrométeres méretfelbontásra is legyen mód hazánkban. A módszerrel a többi között az üzemanyagcella csatornáiban lecsapódó víz keletkezése követhető nyomon.
A PSD az energiatároló eszközök technológiafejlesztési és minőségbiztosítási célú vizsgálatában mára nélkülözhetetlenné vált. A nagyobb energiasűrűségű Li/Na-alapú szilárdtest-akkumulátorok következő generációja idővel kiváltja a jelenleg kapható, folyékony elektrolit alapúakat.
Számos nemzetközi intézmény érdeklődik ilyen cellák neutronos vizsgálata iránt, ami nem csoda, hiszen a funkcionális komponensek szerkezetének megértésére, a működés ellenőrzésére, a feltöltési és kisütési ciklusok során a fázis- és szerkezetváltozások operando feltárására a neutrondiffrakció az egyik legmegalapozottabb lehetőség. Ilyen módon, a töltést hordozó ionok eloszlásának követésével, akár az életciklus növelésére is tehetünk ajánlásokat.•
