ඝන ඔක්සයිඩවල විද්යුත් විච්ඡේදනය මගින් හයිඩ්රජන් නිෂ්පාදනයේ ප්රගතිය සහ ආර්ථික විශ්ලේෂණය
ඝන ඔක්සයිඩ් විද්යුත් විච්ඡේදකය (SOE) විද්යුත් විච්ඡේදනය සඳහා අධි-උෂ්ණත්ව ජල වාෂ්ප (600 ~ 900 ° C) භාවිතා කරයි, එය ක්ෂාරීය විද්යුත් විච්ඡේදකයට සහ PEM විද්යුත් විච්ඡේදකයට වඩා කාර්යක්ෂම වේ. 1960 ගණන්වලදී, එක්සත් ජනපදය සහ ජර්මනිය ඉහළ උෂ්ණත්ව ජල වාෂ්ප SOE පිළිබඳ පර්යේෂණ සිදු කිරීමට පටන් ගත්හ. SOE විද්යුත් විච්ඡේදකයේ ක්‍රියාකාරී මූලධර්මය රූප සටහන 4 හි දැක්වේ. ප්‍රතිචක්‍රීකරණය කරන ලද හයිඩ්රජන් සහ ජල වාෂ්ප ඇනෝඩයෙන් ප්‍රතික්‍රියා පද්ධතියට ඇතුල් වේ. ජල වාෂ්ප කැතෝඩයේදී හයිඩ්රජන් බවට විද්යුත් විච්ඡේදනය වේ. කැතෝඩය මගින් නිපදවන O2 ඝන ඉලෙක්ට්‍රෝලය හරහා ඇනෝඩය වෙත ගමන් කරයි, එහිදී එය ඔක්සිජන් සෑදීමට සහ ඉලෙක්ට්‍රෝන මුදා හැරීමට නැවත ඒකාබද්ධ වේ.
ක්ෂාරීය සහ ප්‍රෝටෝන හුවමාරු පටල විද්යුත් විච්ඡේදක සෛල මෙන් නොව, SOE ඉලෙක්ට්රෝඩය ජල වාෂ්ප ස්පර්ශය සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කරන අතර ඉලෙක්ට්රෝඩය සහ ජල වාෂ්ප ස්පර්ශය අතර අතුරු මුහුණත් ප්‍රදේශය උපරිම කිරීමේ අභියෝගයට මුහුණ දෙයි. එබැවින්, SOE ඉලෙක්ට්රෝඩය සාමාන්යයෙන් සිදුරු සහිත ව්යුහයක් ඇත. ජල වාෂ්ප විද්යුත් විච්ඡේදනයේ පරමාර්ථය වන්නේ සාම්ප්රදායික ද්රව ජල විද්යුත් විච්ඡේදනයේ ශක්ති තීව්‍රතාවය අඩු කිරීම සහ මෙහෙයුම් පිරිවැය අඩු කිරීමයි. ඇත්ත වශයෙන්ම, වැඩිවන උෂ්ණත්වය සමඟ ජල වියෝජන ප්‍රතික්‍රියාවේ සම්පූර්ණ බලශක්ති අවශ්‍යතාවය තරමක් වැඩි වුවද, විද්යුත් ශක්ති අවශ්‍යතාවය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු වේ. විද්යුත් විච්ඡේදක උෂ්ණත්වය වැඩි වන විට, අවශ්ය ශක්තියෙන් කොටසක් තාපය ලෙස සපයනු ලැබේ. ඉහළ උෂ්ණත්ව තාප ප්රභවයක් ඉදිරිපිට හයිඩ්රජන් නිපදවීමට SOE සමත් වේ. ඉහළ උෂ්ණත්ව වායු සිසිලන න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරක 950°C දක්වා රත් කළ හැකි බැවින්, SOE සඳහා බලශක්ති ප්රභවයක් ලෙස න්‍යෂ්ටික ශක්තිය භාවිතා කළ හැක. ඒ අතරම, භූතාපජ ශක්තිය වැනි පුනර්ජනනීය බලශක්තිය වාෂ්ප විද්යුත් විච්ඡේදනයේ තාප ප්‍රභවය ලෙසද විභවයක් ඇති බව පර්යේෂණයෙන් පෙන්නුම් කරයි. ඉහළ උෂ්ණත්වයකදී ක්‍රියා කිරීමෙන් බැටරි වෝල්ටීයතාව අඩු කර ප්‍රතික්‍රියා අනුපාතය වැඩි කළ හැකි නමුත් එය ද්‍රව්‍ය තාප ස්ථායීතාවයේ සහ මුද්‍රා තැබීමේ අභියෝගයට ද මුහුණ දෙයි. මීට අමතරව, කැතෝඩය මගින් නිපදවන වායුව හයිඩ්රජන් මිශ්රණයක් වන අතර, එය තවදුරටත් වෙන් කර පිරිසිදු කළ යුතු අතර, සාම්ප්රදායික ද්රව ජල විද්යුත් විච්ඡේදනය හා සසඳන විට පිරිවැය වැඩි කරයි. ස්ට්‍රොන්ටියම් සර්කෝනේට් වැනි ප්‍රෝටෝන සන්නායක සෙරමික් භාවිතය SOE හි පිරිවැය අඩු කරයි. ස්ට්‍රොන්ටියම් සර්කෝනේට් 700°C පමණ වන විට විශිෂ්ට ප්‍රෝටෝන සන්නායකතාවක් පෙන්නුම් කරන අතර, වාෂ්ප විද්යුත් විච්ඡේදක උපාංගය සරල කරමින් ඉහළ සංශුද්ධතාවයකින් යුත් හයිඩ්රජන් නිපදවීමට කැතෝඩයට හිතකර වේ.
යාන් සහ අල්. [6] කැල්සියම් ඔක්සයිඩ් මගින් ස්ථායීකරණය කරන ලද සර්කෝනියා සෙරමික් නළය ආධාරක ව්‍යුහයේ SOE ලෙස භාවිතා කරන ලද අතර, පිටත පෘෂ්ඨය තුනී (මි.මී. 0.25 ට අඩු) සිදුරු සහිත ලැන්තනම් පෙරොව්ස්කයිට් ඇනෝඩය ලෙසද, Ni/Y2O3 ස්ථායී කැල්සියම් ඔක්සයිඩ් සර්මට් කැතෝඩය ලෙසද භාවිතා කරන ලදී. 1000°C, 0.4A/cm2 සහ 39.3W ආදාන බලයේදී, ඒකකයේ හයිඩ්රජන් නිෂ්පාදන ධාරිතාව 17.6NL/h වේ. SOE හි අවාසිය නම් සෛල අතර අන්තර් සම්බන්ධතා වලදී බහුලව දක්නට ලැබෙන අධික ඕම් පාඩු හේතුවෙන් ඇතිවන අධි වෝල්ටීයතාවය සහ වාෂ්ප විසරණ ප්‍රවාහනයේ සීමාවන් හේතුවෙන් අධික අධි වෝල්ටීයතා සාන්ද්‍රණයයි. මෑත වසරවලදී, සමතල විද්යුත් විච්ඡේදක සෛල බොහෝ අවධානයට ලක්ව ඇත [7-8]. නල සෛලවලට ප්‍රතිවිරුද්ධව, පැතලි සෛල නිෂ්පාදනය වඩාත් සංයුක්ත කර හයිඩ්රජන් නිෂ්පාදන කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කරයි [6]. වර්තමානයේ, SOE හි කාර්මික යෙදීම සඳහා ඇති ප්‍රධාන බාධාව වන්නේ විද්යුත් විච්ඡේදක සෛලයේ [8] දිගුකාලීන ස්ථායීතාවය වන අතර ඉලෙක්ට්‍රෝඩ වයසට යාමේ සහ අක්‍රිය වීමේ ගැටළු ඇති විය හැක.
පසු කාලය: පෙබරවාරි-06-2023