Pwogrè ak analiz ekonomik pwodiksyon idwojèn pa elektwoliz oksid solid

Pwogrè ak analiz ekonomik pwodiksyon idwojèn pa elektwoliz oksid solid

Elektwolizè oksid solid (SOE) sèvi ak vapè dlo wo-tanperati (600 ~ 900 ° C) pou elektwoliz, ki pi efikas pase elektwolizè alkalin ak elektwolizè PEM. Nan ane 1960 yo, Etazini ak Almay te kòmanse fè rechèch sou SOE vapè dlo wo-tanperati. Prensip k ap travay SOE electrolyzer montre nan Figi 4. Idwojèn resikle ak vapè dlo antre nan sistèm reyaksyon an soti nan anod la. Vapè dlo a elektwolize nan idwojèn nan katod la. O2 ki pwodui nan katod la deplase atravè elektwolit solid la nan anod la, kote li rekonbine pou fòme oksijèn epi lage elektwon.

Kontrèman ak selil elektwolitik manbràn echanj alkalin ak pwoton, elektwòd SOE reyaji avèk kontak vapè dlo epi li fè fas a defi pou maksimize zòn koòdone ant elektwòd la ak kontak vapè dlo. Se poutèt sa, elektwòd SOE a jeneralman gen yon estrikti pore. Objektif elektwoliz vapè dlo se diminye entansite enèji a epi redwi pri fonksyònman elektwoliz dlo likid konvansyonèl yo. An reyalite, byenke egzijans enèji total reyaksyon dekonpozisyon dlo a ogmante yon ti kras ak ogmante tanperati a, kondisyon enèji elektrik la diminye anpil. Kòm tanperati elektwolitik la ogmante, yon pati nan enèji ki nesesè yo apwovizyone kòm chalè. SOE a kapab pwodwi idwojèn nan prezans yon sous chalè segondè-tanperati. Depi reyaktè nikleyè ki refwadi ak tanperati ki wo yo ka chofe a 950 ° C, enèji nikleyè ka itilize kòm yon sous enèji pou SOE la. An menm tan an, rechèch la montre ke enèji renouvlab tankou enèji jewotèmal tou gen potansyèl la kòm sous chalè elektwoliz vapè. Opere nan tanperati ki wo ka diminye vòltaj batri ak ogmante pousantaj reyaksyon, men li tou fè fas a defi a nan estabilite tèmik materyèl ak sele. Anplis de sa, gaz ki te pwodwi pa katod la se yon melanj idwojèn, ki bezwen plis separe ak pirifye, ogmante pri a konpare ak elektwoliz dlo konvansyonèl likid. Itilizasyon seramik ki mennen nan pwoton, tankou zirkonat estwontyòm, diminye pri a nan SOE. Strontium zirconate montre ekselan konduktiviti pwoton nan apeprè 700 ° C, epi li se fezab nan katod a yo pwodwi idwojèn pite segondè, senplifye aparèy la elektwoliz vapè.

Yan et al. [6] te rapòte ke zirkonya tib seramik estabilize pa oksid kalsyòm yo te itilize kòm SOE nan estrikti sipò, sifas ekstèn lan te kouvwi ak mens (mwens pase 0.25mm) perovskite lantan ki pore kòm anod, ak Ni / Y2O3 ki estab oksid kalsyòm cermet kòm katod. Nan 1000 ° C, 0.4A / cm2 ak 39.3W pouvwa opinyon, kapasite pwodiksyon idwojèn nan inite a se 17.6NL / h. Dezavantaj SOE se survoltaj ki soti nan pèt ohm segondè ki komen nan entèkoneksyon ki genyen ant selil yo, ak konsantrasyon ovèrvoltaj segondè akòz limit transpò difizyon vapè. Nan dènye ane yo, selil elektwolitik planar yo te atire anpil atansyon [7-8]. Kontrèman ak selil tubulaires, selil plat fè fabrikasyon plis kontra enfòmèl ant ak amelyore efikasite pwodiksyon idwojèn [6]. Kounye a, obstak prensipal la nan aplikasyon endistriyèl SOE se estabilite alontèm selil elektwolitik la [8], ak pwoblèm yo nan aje elektwòd ak dezaktivasyon ka lakòz.