ຄວາມຄືບຫນ້າແລະການວິເຄາະເສດຖະກິດຂອງການຜະລິດ hydrogen ໂດຍ electrolysis ຂອງ oxides ແຂງ
ເຄື່ອງ electrolyzer ອົກຊີແຂງ (SOE) ໃຊ້ໄອນ້ໍາທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງ (600 ~ 900 ° C) ສໍາລັບ electrolysis, ເຊິ່ງມີປະສິດທິພາບຫຼາຍກ່ວາ electrolyzer ເປັນດ່າງແລະ electrolyzer PEM. ໃນຊຸມປີ 1960, ສະຫະລັດແລະເຢຍລະມັນໄດ້ເລີ່ມດໍາເນີນການຄົ້ນຄ້ວາກ່ຽວກັບ vapor ນ້ໍາອຸນຫະພູມສູງ SOE. ຫຼັກການການເຮັດວຽກຂອງ SOE electrolyzer ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 4. ໄຮໂດເຈນທີ່ນໍາມາໃຊ້ໃຫມ່ແລະໄອນ້ໍາເຂົ້າໄປໃນລະບົບຕິກິຣິຍາຈາກ anode. ໄອນ້ໍາໄດ້ຖືກ electrolyzed ເປັນ hydrogen ຢູ່ cathode ໄດ້. O2 ທີ່ຜະລິດໂດຍ cathode ເຄື່ອນຜ່ານ electrolyte ແຂງໄປຫາ anode, ບ່ອນທີ່ມັນ recombines ເພື່ອສ້າງອົກຊີເຈນທີ່ແລະປ່ອຍເອເລັກໂຕຣນິກ.
ບໍ່ເຫມືອນກັບຈຸລັງ electrolytic membrane ທີ່ເປັນດ່າງແລະການແລກປ່ຽນ proton, electrode SOE reacts ກັບການຕິດຕໍ່ vapor ນ້ໍາແລະປະເຊີນກັບສິ່ງທ້າທາຍຂອງການຂະຫຍາຍພື້ນທີ່ການໂຕ້ຕອບລະຫວ່າງ electrode ແລະການຕິດຕໍ່ vapor ນ້ໍາ. ດັ່ງນັ້ນ, electrode SOE ໂດຍທົ່ວໄປມີໂຄງສ້າງ porous. ຈຸດປະສົງຂອງ electrolysis vapor ນ້ໍາແມ່ນເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງພະລັງງານແລະຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການດໍາເນີນງານຂອງ electrolysis ນ້ໍາຂອງແຫຼວທໍາມະດາ. ໃນຄວາມເປັນຈິງ, ເຖິງແມ່ນວ່າຄວາມຕ້ອງການພະລັງງານທັງຫມົດຂອງປະຕິກິລິຍາ decomposition ນ້ໍາເພີ່ມຂຶ້ນເລັກນ້ອຍກັບອຸນຫະພູມເພີ່ມຂຶ້ນ, ຄວາມຕ້ອງການພະລັງງານໄຟຟ້າຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ໃນຂະນະທີ່ອຸນຫະພູມ electrolytic ເພີ່ມຂຶ້ນ, ສ່ວນຫນຶ່ງຂອງພະລັງງານທີ່ຕ້ອງການແມ່ນສະຫນອງຄວາມຮ້ອນ. SOE ມີຄວາມສາມາດຜະລິດ hydrogen ໃນທີ່ປະທັບຂອງແຫຼ່ງຄວາມຮ້ອນທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງ. ເນື່ອງຈາກເຕົາປະຕິກອນນິວເຄລຍທີ່ມີອາຍແກັສທີ່ມີຄວາມຮ້ອນສູງສາມາດເຮັດຄວາມຮ້ອນໄດ້ເຖິງ 950 ° C, ພະລັງງານນິວເຄຼຍສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເປັນແຫຼ່ງພະລັງງານຂອງ SOE. ໃນຂະນະດຽວກັນ, ການຄົ້ນຄວ້າສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າພະລັງງານທົດແທນເຊັ່ນພະລັງງານຄວາມຮ້ອນໃຕ້ດິນຍັງມີທ່າແຮງເປັນແຫຼ່ງຄວາມຮ້ອນຂອງໄອນ້ໍາ electrolysis. ການເຮັດວຽກຢູ່ໃນອຸນຫະພູມສູງສາມາດຫຼຸດຜ່ອນແຮງດັນຂອງຫມໍ້ໄຟແລະເພີ່ມອັດຕາການຕິກິຣິຍາ, ແຕ່ມັນຍັງປະເຊີນກັບສິ່ງທ້າທາຍຂອງຄວາມຫມັ້ນຄົງຄວາມຮ້ອນຂອງວັດສະດຸແລະການຜະນຶກ. ນອກຈາກນັ້ນ, ອາຍແກັສທີ່ຜະລິດໂດຍ cathode ແມ່ນການປະສົມຂອງໄຮໂດເຈນ, ເຊິ່ງຈໍາເປັນຕ້ອງໄດ້ແຍກອອກແລະເຮັດຄວາມສະອາດຕື່ມອີກ, ເພີ່ມຄ່າໃຊ້ຈ່າຍເມື່ອທຽບກັບ electrolysis ນ້ໍາຂອງແຫຼວທໍາມະດາ. ການໃຊ້ເຊລາມິກທີ່ເຮັດດ້ວຍໂປຣຕິນ, ເຊັ່ນ strontium zirconate, ຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງ SOE. Strontium zirconate ສະແດງໃຫ້ເຫັນການນໍາໃຊ້ proton ທີ່ດີເລີດຢູ່ທີ່ປະມານ 700 ° C, ແລະສະຫນອງໃຫ້ cathode ໃນການຜະລິດ hydrogen ຄວາມບໍລິສຸດສູງ, ເຮັດໃຫ້ອຸປະກອນ electrolysis ອາຍງ່າຍ.
Yan et al. [6] ລາຍງານວ່າ zirconia ceramic tube stabilized ໂດຍ calcium oxide ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເປັນ SOE ຂອງໂຄງສ້າງສະຫນັບສະຫນູນ, ດ້ານນອກໄດ້ຖືກເຄືອບດ້ວຍບາງ (ຫນ້ອຍກ່ວາ 0.25mm) porous lanthanum perovskite ເປັນ anode, ແລະ Ni / Y2O3 cermet calcium oxide ຫມັ້ນຄົງເປັນ cathode. ຢູ່ທີ່ 1000°C, 0.4A/cm2 ແລະ 39.3W ພະລັງງານ input, ກໍາລັງການຜະລິດ hydrogen ຂອງຫນ່ວຍງານແມ່ນ 17.6NL / h. ຂໍ້ເສຍຂອງ SOE ແມ່ນ overvoltage ທີ່ເກີດຈາກການສູນເສຍ ohm ສູງທີ່ພົບເລື້ອຍໃນການເຊື່ອມຕໍ່ລະຫວ່າງຈຸລັງ, ແລະຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງ overvoltage ສູງເນື່ອງຈາກຂໍ້ຈໍາກັດຂອງການຂົນສົ່ງ vapor diffusion. ໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້, ຈຸລັງ electrolytic planar ໄດ້ດຶງດູດຄວາມສົນໃຈຫຼາຍ [7-8]. ກົງກັນຂ້າມກັບຈຸລັງ tubular, ຈຸລັງແປເຮັດໃຫ້ການຜະລິດມີຄວາມຫນາແຫນ້ນແລະປັບປຸງປະສິດທິພາບການຜະລິດ hydrogen [6]. ໃນປັດຈຸບັນ, ອຸປະສັກຕົ້ນຕໍໃນການນໍາໃຊ້ອຸດສາຫະກໍາຂອງ SOE ແມ່ນຄວາມຫມັ້ນຄົງໃນໄລຍະຍາວຂອງເຊນ electrolytic [8], ແລະບັນຫາຂອງ electrode aging ແລະ deactivation ອາດຈະເກີດຂຶ້ນ.
ເວລາປະກາດ: Feb-06-2023