Dul chun cinn agus anailís eacnamaíoch ar tháirgeadh hidrigine trí ocsaídí soladacha a leictrealú

Dul chun cinn agus anailís eacnamaíoch ar tháirgeadh hidrigine trí ocsaídí soladacha a leictrealú

Úsáideann electrolyzer ocsaíd soladach (SOE) gal uisce ardteochta (600 ~ 900 ° C) le haghaidh leictrealú, atá níos éifeachtaí ná electrolyzer alcaileach agus electrolyzer PEM. Sna 1960í, thosaigh na Stáit Aontaithe agus an Ghearmáin ag déanamh taighde ar ard-teocht gal uisce SOE. Léirítear prionsabal oibre an leictrilíteora SOE i bhFíor 4. Téann hidrigin athchúrsáilte agus gal uisce isteach sa chóras imoibrithe ón anóid. Déantar an gal uisce a leictrealú go hidrigin ag an gcatóid. Gluaiseann an O2 a tháirgtear ag an gcatóid tríd an leictrilít soladach go dtí an anóid, áit a athcheanglaíonn sé chun ocsaigin a fhoirmiú agus leictreoin a scaoileadh.

Murab ionann agus cealla leictrealaíoch membrane malartaithe alcaileach agus prótóin, imoibríonn an leictreoid SOE le teagmháil gal uisce agus tugann sé aghaidh ar an dúshlán a bhaineann leis an limistéar comhéadan idir an teagmháil leictreoid agus gal uisce a uasmhéadú. Dá bhrí sin, tá struchtúr scagach ag an leictreoid SOE go ginearálta. Is é cuspóir leictrealú gal uisce ná an déine fuinnimh a laghdú agus costas oibriúcháin leictrealú uisce leachtach traidisiúnta a laghdú. Go deimhin, cé go n-ardóidh riachtanas fuinnimh iomlán an imoibrithe dianscaoilte uisce beagán le méadú ar theocht, laghdaítear go mór an riachtanas fuinnimh leictreach. De réir mar a mhéadaíonn an teocht leictrealaíoch, soláthraítear cuid den fhuinneamh atá ag teastáil mar theas. Tá an SOE in ann hidrigin a tháirgeadh i láthair foinse teasa ardteochta. Ós rud é gur féidir imoibreoirí núicléacha ardteochta gás-fhuaraithe a théamh go 950°C, is féidir fuinneamh núicléach a úsáid mar fhoinse fuinnimh don SOE. Ag an am céanna, léiríonn an taighde go bhfuil an cumas ag an fuinneamh in-athnuaite ar nós fuinneamh geoiteirmeach freisin mar fhoinse teasa leictrealú gaile. Is féidir le feidhmiú ag teocht ard voltas ceallraí a laghdú agus ráta imoibrithe a mhéadú, ach tá sé chomh maith leis an dúshlán a bhaineann le cobhsaíocht theirmeach ábhartha agus séalaithe. Ina theannta sin, is meascán hidrigine é an gás a tháirgtear leis an gcatóid, a chaithfear a scaradh agus a íonú tuilleadh, ag méadú an chostais i gcomparáid le leictrealú uisce leachtach traidisiúnta. Laghdaíonn úsáid criadóireachta prótón-seolta, mar shiorcónáit strointiam, costas SOE. Léiríonn siorcónáit strointiam seoltacht prótón den scoth ag thart ar 700 ° C, agus cabhraíonn sé leis an gcatóid hidrigin ard-íonachta a tháirgeadh, ag simpliú an fheiste leictrealú gaile.

Tá Yan et al. Thuairiscigh [6] gur úsáideadh feadán ceirmeach zirconia cobhsaithe ag ocsaíd chailciam mar SOE den struchtúr tacaíochta, brataíodh an dromchla seachtrach le lanthanum perovskite tanaí (níos lú ná 0.25mm) mar anóid, agus cermet ocsaíd chailciam cobhsaí Ni/Y2O3 mar chatóid. Ag 1000°C, cumhacht ionchuir 0.4A/cm2 agus 39.3W, is é 17.6NL/h cumas táirgthe hidrigine an aonaid. Is é an míbhuntáiste a bhaineann le SOE ná an overvoltage a eascraíonn as caillteanais ard ohm atá coitianta ag na hidirnaisc idir cealla, agus an tiúchan ard overvoltage mar gheall ar theorainneacha an iompair idirleata gaile. Le blianta beaga anuas, tharraing cealla leictrealaíoch planar aird go leor [7-8]. I gcodarsnacht leis na cealla feadánacha, déanann cealla comhréidh déantúsaíocht níos dlúithe agus feabhsaítear éifeachtacht táirgthe hidrigine [6]. Faoi láthair, is é an príomh-chonstaic atá le cur i bhfeidhm tionsclaíoch SOE ná cobhsaíocht fhadtéarmach na cille leictrealaíoch [8], agus d'fhéadfadh fadhbanna a bheith ag dul in aois leictreoid agus díghníomhaithe.