Pêşveçûn û analîza aborî ya hilberîna hîdrojenê bi elektrolîza oksîtên hişk

Pêşveçûn û analîza aborî ya hilberîna hîdrojenê bi elektrolîza oksîtên hişk

Elektrolîzatora oksîdê zexm (SOE) ji bo elektrolîzê vahera avê ya germahiya bilind (600 ~ 900 ° C) bikar tîne, ku ji elektrolyzera alkaline û elektrolyzera PEM-ê bikêrtir e. Di salên 1960-an de, Dewletên Yekbûyî û Almanyayê dest bi lêkolînê li ser SOE-ê ya germahiya bilind kirin. Prensîba xebatê ya elektrolyzerê SOE di jimar 4 de tê nîşandan. Hîdrojena vezîvirandin û buhara avê ji anodê dikevin pergala reaksiyonê. Buhara avê li katodê di nav hîdrojenê de elektrolîz dibe. O2 ya ku ji hêla katodê ve hatî hilberandin, di nav elektrolîta zexm de berbi anodê ve diçe, li wir ji nû ve tê hevûdu û oksîjenê çêdike û elektronan berdide.

Berevajî şaneyên elektrolîtîk ên membrana pevguheztina alkaline û proton, elektroda SOE bi pêwendiya buhara avê re reaksiyonê dike û bi dijwariya mezinkirina qada navberê ya di navbera elektrod û pêwendiya hilma avê de rû bi rû dimîne. Ji ber vê yekê, elektrodê SOE bi gelemperî avahiyek porous heye. Armanca elektrolîza buhara avê kêmkirina zexmbûna enerjiyê û kêmkirina lêçûna xebitandinê ya elektrolîza ava şilav a kevneşopî ye. Di rastiyê de, her çend hewcedariya enerjiya giştî ya reaksiyona hilweşandina avê bi zêdebûna germahiyê re hinekî zêde dibe jî, hewcedariya enerjiya elektrîkê pir kêm dibe. Her ku germahiya elektrolîtîk zêde dibe, beşek ji enerjiya pêwîst wekî germ tê peyda kirin. SOE di hebûna çavkaniyek germahiya bilind de dikare hîdrojenê hilberîne. Ji ber ku reaktorên nukleer ên bi gazê yên germahiya bilind dikarin heta 950 °C werin germ kirin, enerjiya nukleer dikare ji bo SOE wekî çavkaniyek enerjiyê were bikar anîn. Di heman demê de, lêkolîn nîşan dide ku enerjiya nûjenkirî ya wekî enerjiya jeotermal jî wekî çavkaniya germê ya elektrolîza hilma potansiyela xwe heye. Karkirina li germahiya bilind dikare voltaja baterî kêm bike û rêjeya reaksiyonê zêde bike, lê ew di heman demê de bi kêşeya aramiya termal û zeliqandina materyalê re jî rû bi rû dimîne. Wekî din, gaza ku ji hêla katodê ve hatî hilberandin tevliheviyek hîdrojenê ye, ku pêdivî ye ku bêtir were veqetandin û paqijkirin, lêçûn li gorî elektrolîza ava şil a kevneşopî zêde bike. Bikaranîna seramîkên proton-rêveber, wekî zirconate strontium, lêçûna SOE kêm dike. Strontium zirconate li ser 700°C guheztina protonê ya hêja nîşan dide, û ji katodê re dibe alîkar ku hîdrojena paqijiya bilind hilberîne, amûra elektrolîza hilmê hêsan dike.

Yan et al. [6] ragihand ku lûleya seramîk a zirconia ya ku ji hêla oksîdê kalsiyûmê ve hatî stabîlkirin wekî SOE ya strûktûra piştgirî hate bikar anîn, rûyê derve bi perovskite lanthanumê ya zirav (kêmtir ji 0.25 mm) wekî anode, û cermeta oksîyûmê ya domdar Ni/Y2O3 wekî katodê hate pêçan. Li 1000°C, 0.4A/cm2 û hêza têketina 39.3W, kapasîteya hilberîna hîdrojenê ya yekîneyê 17.6NL/h e. Kêmasiya SOE zêde voltaja ku ji windahiyên ohmê yên bilind ên ku di navhevgirêdanên di navbera hucreyan de hevpar in, û ji ber tixûbên veguheztina belavbûna vaporê zêde voltaja bilind e. Di salên dawî de, hucreyên elektrolîtîk ên plankirî gelek bal kişandiye [7-8]. Berevajî şaneyên tubular, şaneyên rûvî hilberînê tevlihevtir dikin û karbidestiya hilberîna hîdrojenê baştir dikin [6]. Heya nuha, astengiya sereke ya serîlêdana pîşesaziyê ya SOE aramiya demdirêj a hucreya elektrolîtîk e [8], û dibe ku pirsgirêkên pîrbûn û deaktîvkirina elektrodê çêbibin.