វឌ្ឍនភាពនិងការវិភាគសេដ្ឋកិច្ចនៃផលិតកម្មអ៊ីដ្រូសែនដោយ electrolysis នៃអុកស៊ីដរឹង
អេឡិចត្រូលីតអុកស៊ីតរឹង (SOE) ប្រើចំហាយទឹកដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ (600 ~ 900 អង្សារសេ) សម្រាប់អេឡិចត្រូលីស ដែលមានប្រសិទ្ធភាពជាងអេឡិចត្រូលីហ្ស័រអាល់កាឡាំង និងអេឡិចត្រិច PEM ។ នៅទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1960 សហរដ្ឋអាមេរិក និងអាល្លឺម៉ង់បានចាប់ផ្តើមធ្វើការស្រាវជ្រាវលើចំហាយទឹកដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ SOE ។ គោលការណ៍ការងាររបស់ SOE electrolyzer ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 4. អ៊ីដ្រូសែនកែច្នៃឡើងវិញ និងចំហាយទឹកចូលទៅក្នុងប្រព័ន្ធប្រតិកម្មពី anode ។ ចំហាយទឹកត្រូវបានអេឡិចត្រូលីសទៅជាអ៊ីដ្រូសែននៅ cathode ។ O2 ផលិតដោយ cathode ផ្លាស់ទីតាមរយៈអេឡិចត្រូលីតរឹងទៅ anode ដែលជាកន្លែងដែលវា recombines ដើម្បីបង្កើតអុកស៊ីសែននិងបញ្ចេញអេឡិចត្រុង។
មិនដូចកោសិកាអេឡិចត្រូលីតភ្នាសផ្លាស់ប្តូរអាល់កាឡាំង និងប្រូតុងទេ អេឡិចត្រូត SOE មានប្រតិកម្មជាមួយនឹងទំនាក់ទំនងចំហាយទឹក ហើយប្រឈមមុខនឹងបញ្ហានៃការពង្រីកផ្ទៃចំណុចប្រទាក់រវាងអេឡិចត្រូត និងទំនាក់ទំនងចំហាយទឹក។ ដូច្នេះអេឡិចត្រូត SOE ជាទូទៅមានរចនាសម្ព័ន្ធ porous ។ គោលបំណងនៃ electrolysis ចំហាយទឹកគឺដើម្បីកាត់បន្ថយអាំងតង់ស៊ីតេថាមពល និងកាត់បន្ថយថ្លៃដើមប្រតិបត្តិការនៃ electrolysis ទឹករាវធម្មតា។ ជាការពិត ទោះបីជាតម្រូវការថាមពលសរុបនៃប្រតិកម្ម decomposition ទឹកកើនឡើងបន្តិចជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាព តម្រូវការថាមពលអគ្គិសនីមានការថយចុះយ៉ាងខ្លាំង។ នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពអេឡិចត្រូលីតកើនឡើង ផ្នែកនៃថាមពលដែលត្រូវការត្រូវបានផ្គត់ផ្គង់ជាកំដៅ។ SOE មានសមត្ថភាពផលិតអ៊ីដ្រូសែននៅក្នុងវត្តមាននៃប្រភពកំដៅដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ ដោយសារម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរដែលត្រជាក់ដោយឧស្ម័នដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់អាចត្រូវបានកំដៅដល់ 950°C ថាមពលនុយក្លេអ៊ែរអាចត្រូវបានប្រើជាប្រភពថាមពលសម្រាប់ SOE។ ទន្ទឹមនឹងនេះ ការស្រាវជ្រាវបានបង្ហាញថា ថាមពលកកើតឡើងវិញ ដូចជាថាមពលកំដៅក្នុងផែនដី ក៏មានសក្តានុពលជាប្រភពកំដៅនៃចំហាយអេឡិចត្រូលីស្ទីកផងដែរ។ ប្រតិបត្តិការនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់អាចកាត់បន្ថយវ៉ុលថ្ម និងបង្កើនអត្រាប្រតិកម្ម ប៉ុន្តែវាក៏ប្រឈមមុខនឹងបញ្ហានៃស្ថេរភាពកម្ដៅ និងការផ្សាភ្ជាប់សម្ភារៈផងដែរ។ លើសពីនេះទៀតឧស្ម័នដែលផលិតដោយ cathode គឺជាល្បាយអ៊ីដ្រូសែនដែលចាំបាច់ត្រូវបំបែកនិងបន្សុតបន្ថែមទៀតដែលបង្កើនការចំណាយបើប្រៀបធៀបជាមួយនឹងអេឡិចត្រូលីតទឹកធម្មតា។ ការប្រើប្រាស់សេរ៉ាមិចដែលផលិតដោយប្រូតុង ដូចជា strontium zirconate កាត់បន្ថយការចំណាយរបស់ SOE ។ Strontium zirconate បង្ហាញពីចរន្តប្រូតុងដ៏ល្អឥតខ្ចោះនៅសីតុណ្ហភាពប្រហែល 700°C ហើយអំណោយផលដល់ cathode ដើម្បីផលិតអ៊ីដ្រូសែនដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់ សម្រួលដល់ឧបករណ៍អេឡិចត្រូលីសចំហាយ។
យ៉ាន et al ។ [6] បានរាយការណ៍ថាបំពង់សេរ៉ាមិច zirconia ដែលមានស្ថេរភាពដោយអុកស៊ីដកាល់ស្យូមត្រូវបានគេប្រើជា SOE នៃរចនាសម្ព័ន្ធទ្រទ្រង់ ផ្ទៃខាងក្រៅត្រូវបានស្រោបដោយស្តើង (តិចជាង 0.25mm) porous lanthanum perovskite ជា anode និង Ni/Y2O3 ស្ថេរភាពកាល់ស្យូមអុកស៊ីដ cermet ជា cathode ។ នៅ 1000°C, 0.4A/cm2 និង 39.3W ថាមពលបញ្ចូល សមត្ថភាពផលិតអ៊ីដ្រូសែនរបស់អង្គភាពគឺ 17.6NL/h។ គុណវិបត្តិនៃ SOE គឺ overvoltage ដែលបណ្តាលមកពីការបាត់បង់ ohm ខ្ពស់ដែលជារឿងធម្មតានៅទំនាក់ទំនងរវាងកោសិកា និងកំហាប់ overvoltage ខ្ពស់ដោយសារតែដែនកំណត់នៃការដឹកជញ្ជូនចំហាយ។ ក្នុងរយៈពេលប៉ុន្មានឆ្នាំចុងក្រោយនេះ កោសិកាអេឡិចត្រូលីតប្លង់បានទាក់ទាញការចាប់អារម្មណ៍ជាច្រើន [7-8] ។ ផ្ទុយទៅនឹងកោសិកាបំពង់ កោសិការាបស្មើធ្វើឱ្យការផលិតកាន់តែបង្រួម និងបង្កើនប្រសិទ្ធភាពផលិតកម្មអ៊ីដ្រូសែន [6] ។ នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ ឧបសគ្គចម្បងចំពោះការអនុវត្តឧស្សាហកម្មនៃ SOE គឺស្ថេរភាពរយៈពេលវែងនៃកោសិកាអេឡិចត្រូលីត [8] ហើយបញ្ហានៃភាពចាស់នៃអេឡិចត្រូត និងការធ្វើឱ្យអសកម្មអាចបណ្តាលមកពី។
ពេលវេលាផ្សាយ៖ ខែកុម្ភៈ-០៦-២០២៣