Adhartas agus mion-sgrùdadh eaconamach air cinneasachadh haidridean tro electrolysis solid oxides
Bidh electrolyzer solid oxide (SOE) a’ cleachdadh bhalbhaichean uisge àrd-teòthachd (600 ~ 900 ° C) airson electrolysis, a tha nas èifeachdaiche na electrolyzer alcalin agus electrolyzer PEM. Anns na 1960n, thòisich na Stàitean Aonaichte agus a 'Ghearmailt a' dèanamh rannsachadh air àrd-teòthachd uisge bhalbhaichean SOE. Tha prionnsabal obrach SOE electrolyzer air a shealltainn ann am Figear 4. Bidh hydrogen ath-chuairtichte agus steam uisge a 'dol a-steach don t-siostam freagairt bhon anod. Tha an ceò uisge air a electrolyzed a-steach do hydrogen aig an catod. Bidh an O2 a bheir an catod a-mach a’ gluasad tron electrolyte cruaidh chun anod, far am bi e ag ath-chur còmhla gus ocsaidean a chruthachadh agus dealanan a leigeil ma sgaoil.
Eu-coltach ri ceallan electrolytic membran iomlaid alcalin agus proton, bidh an dealan SOE ag ath-fhreagairt le conaltradh bhalbhaichean uisge agus a ’toirt aghaidh air an dùbhlan a bhith a’ meudachadh an raon eadar-aghaidh eadar an dealan-dealanach agus conaltradh bhalbhaichean uisge. Mar sin, mar as trice tha structar porous aig an electrode SOE. Is e adhbhar electrolysis bhalbhaichean uisge an dian lùtha a lughdachadh agus cosgais obrachaidh electrolysis àbhaisteach uisge leaghaidh a lughdachadh. Gu dearbh, ged a tha an riatanas lùtha iomlan airson an ath-bhualadh lobhadh uisge a 'meudachadh beagan le àrdachadh ann an teòthachd, tha an riatanas lùth dealain a' lùghdachadh gu mòr. Mar a bhios an teòthachd electrolytic ag àrdachadh, tha pàirt den lùth a tha a dhìth air a thoirt seachad mar theas. Tha an SOE comasach air hydrogen a dhèanamh an làthair stòr teas àrd-teòthachd. Leis gum faodar reactaran niuclasach àrd-teòthachd fhuarachadh le gas a theasachadh gu 950 ° C, faodar lùth niuclasach a chleachdadh mar stòr lùtha airson an SOE. Aig an aon àm, tha an rannsachadh a 'sealltainn gu bheil comas aig lùth ath-nuadhachail leithid lùth geo-riaghailteach cuideachd mar stòr teas electrolysis steam. Faodaidh obrachadh aig teòthachd àrd bholtachd bataraidh a lughdachadh agus ìre ath-bhualadh àrdachadh, ach tha e cuideachd an aghaidh an dùbhlan a thaobh seasmhachd teirmeach stuthan agus seulachadh. A bharrachd air an sin, is e measgachadh de hydrogen a th’ anns a’ ghas a thig a-mach leis a’ chatod, a dh’ fheumas a bhith air a sgaradh agus air a ghlanadh tuilleadh, a’ meudachadh na cosgais an coimeas ri electrolysis àbhaisteach uisge leaghaidh. Tha cleachdadh stuthan ceirmeag giùlain proton, leithid strontium zirconate, a’ lughdachadh cosgais SOE. Tha Strontium zirconate a ’nochdadh giùlan proton sàr-mhath aig timcheall air 700 ° C, agus tha e cuideachail don chatod gus hydrogen fìor-ghlan a thoirt gu buil, a’ sìmpleachadh an inneal electrolysis smùid.
Yan et al. [6] aithris gun deach tiùb ceirmeag zirconia a bha seasmhach le calcium oxide a chleachdadh mar SOE de structar taiceil, bha an uachdar a-muigh air a chòmhdach le lanthanum perovskite porous tana (nas lugha na 0.25mm) mar anod, agus cermet calcium oxide seasmhach Ni / Y2O3 mar chatod. Aig 1000 ° C, cumhachd cuir a-steach 0.4A / cm2 agus 39.3W, is e comas cinneasachaidh hydrogen an aonaid 17.6NL / h. Is e ana-cothrom SOE an overvoltage mar thoradh air call àrd ohm a tha cumanta aig na ceanglaichean eadar ceallan, agus an dùmhlachd overvoltage àrd mar thoradh air cuingealachaidhean còmhdhail sgaoilidh bhalbhaichean. Anns na bliadhnachan mu dheireadh, tha ceallan electrolytic planar air mòran aire a tharraing [7-8]. An coimeas ri ceallan tubular, bidh ceallan còmhnard a’ dèanamh saothrachadh nas toinnte agus a’ leasachadh èifeachdas cinneasachadh hydrogen [6]. Aig an àm seo, is e am prìomh chnap-starra a thaobh cleachdadh gnìomhachais SOE seasmhachd fad-ùine na cealla electrolytic [8], agus dh’ fhaodadh duilgheadasan aois electrode agus dì-ghnìomhachadh adhbhrachadh.
Uair a’ phuist: Feb-06-2023