Prugressu è analisi ecunomica di a pruduzzione di l'idrogenu per l'elettrolisi di l'ossidi solidi

Prugressu è analisi ecunomica di a pruduzzione di l'idrogenu per l'elettrolisi di l'ossidi solidi

L'elettrolizzatore d'ossidu solidu (SOE) usa vapor d'acqua à alta temperatura (600 ~ 900 ° C) per l'elettrolisi, chì hè più efficiente di l'elettrolizzatore alkaline è l'elettrolizzatore PEM. In l'anni 1960, i Stati Uniti è l'Alimagna cuminciaru à fà ricerche in SOE di vapore d'acqua à alta temperatura. U principiu di travagliu di SOE electrolyzer hè mostratu in Figura 4. L'idrogenu riciclatu è u vapore d'acqua entra in u sistema di reazzione da l'anodu. U vapore d'acqua hè elettrolizatu in l'idrogenu à u catodu. L'O2 pruduciutu da u catodu si move à traversu l'elettrolitu solidu à l'anodu, induve si ricombina per furmà l'ossigenu è liberà l'elettroni.

A cuntrariu di e cellule elettrolitiche di membrana alkaline è di scambii di protoni, l'elettrodu SOE reagisce cù u cuntattu di u vapore d'acqua è face a sfida di maximizà l'area di l'interfaccia trà l'elettrodu è u cuntattu di u vapore d'acqua. Dunque, l'elettrodu SOE hà generalmente una struttura porosa. U scopu di l'elettrolisi di u vapore d'acqua hè di riduce l'intensità di l'energia è riduce u costu operativu di l'elettrolisi di l'acqua liquida convenzionale. In fattu, ancu s'è u requisitu energeticu tutale di a reazione di descomposizione di l'acqua aumenta ligeramente cù a temperatura crescente, u requisitu di energia elettrica diminuisce significativamente. Quandu a temperatura elettrolitica aumenta, una parte di l'energia necessaria hè furnita cum'è calore. U SOE hè capaci di pruduce l'idrogenu in presenza di una fonte di calore à alta temperatura. Siccomu i reattori nucleari rinfriscati à gasu à alta temperatura ponu esse riscaldati à 950 ° C, l'energia nucleare pò esse usata com'è fonte d'energia per u SOE. À u listessu tempu, a ricerca mostra chì l'energia rinnuvevule cum'è l'energia geotermica hà ancu u putenziale cum'è a fonte di calore di l'elettrolisi di vapore. L'operazione à alta temperatura pò riduce a tensione di a batteria è aumenta a velocità di reazione, ma face ancu a sfida di a stabilità termica di u materiale è a sigillatura. Inoltre, u gasu pruduciutu da u cathode hè una mistura di l'idrogenu, chì deve esse più separata è purificata, aumentendu u costu cumparatu cù l'elettrolisi di l'acqua liquida convenzionale. L'usu di ceramica cunducente di protoni, cum'è zirconate di strontium, reduce u costu di SOE. Strontium zirconate mostra una conduttività di protoni eccellenti à circa 700 ° C, è hè favurèvule à u catodu per pruduce l'idrogenu d'alta purezza, simplificendu u dispusitivu di l'elettrolisi di vapore.

Yan et al. [6] hà infurmatu chì u tubu di ceramica di zirconia stabilizatu da l'ossidu di calcium hè stata utilizata cum'è SOE di struttura di supportu, a superficia esterna hè stata rivestita cù perovskite di lanthanu poroso (menu di 0,25 mm) cum'è anodu, è Ni / Y2O3 cermet d'ossidu di calciu stabile cum'è cathode. À 1000 ° C, 0.4A / cm2 è 39.3W putenza di input, a capacità di produzzione di l'idrogenu di l'unità hè 17.6NL / h. U svantaghju di SOE hè l'overvoltage risultante da perdite elevate ohm chì sò cumuni à l'interconnessioni trà e cellule, è l'alta concentrazione di overvoltage per via di e limitazioni di u trasportu di diffusione di vapore. Nta l'ultimi anni, e cellule elettrolitiche planari anu attiratu assai attenzione [7-8]. In cuntrastu cù e cellule tubulari, e cellule piatte facenu a fabricazione più compatta è migliurà l'efficienza di a produzzione di l'idrogenu [6]. Attualmente, l'ostaculu principale per l'applicazione industriale di SOE hè a stabilità longu di a cellula elettrolitica [8], è i prublemi di l'anziane di l'elettrodu è a disattivazione pò esse causati.