Kamajuan jeung analisis ékonomi produksi hidrogén ku éléktrolisis oksida padet
Éléktrolisis oksida padet (SOE) nganggo uap cai suhu luhur (600 ~ 900 ° C) pikeun éléktrolisis, anu langkung éfisién tibatan éléktroliser alkali sareng éléktroliser PEM. Dina taun 1960-an, Amérika Sarikat jeung Jérman mimiti ngayakeun panalungtikan ngeunaan BUMN uap cai suhu luhur. Prinsip kerja éléktroliser BUMN dipidangkeun dina Gambar 4. Hidrogen daur ulang jeung uap cai asup kana sistem réaksi ti anoda. Uap cai diéléktrolisis jadi hidrogén dina katoda. O2 dihasilkeun ku katoda ngalir ngaliwatan éléktrolit padet ka anoda, dimana eta recombines ngabentuk oksigén jeung ngaleupaskeun éléktron.
Beda sareng sél éléktrolitik mémbran basa sareng bursa proton, éléktroda BUMN ngaréaksikeun sareng kontak uap cai sareng nyanghareupan tangtangan pikeun maksimalkeun daérah antarmuka antara éléktroda sareng kontak uap cai. Ku alatan éta, éléktroda BUMN umumna mibanda struktur porous. Tujuan éléktrolisis uap cai nyaéta pikeun ngirangan inténsitas énergi sareng ngirangan biaya operasi éléktrolisis cai cair konvensional. Kanyataanna, sanajan sarat énergi total tina réaksi dékomposisi cai naek rada kalawan ngaronjatna suhu, sarat énergi listrik nurun nyata. Nalika suhu éléktrolitik ningkat, bagian tina énergi anu diperyogikeun disayogikeun salaku panas. BUMN sanggup ngahasilkeun hidrogén ku ayana sumber panas suhu luhur. Kusabab réaktor nuklir tiis-gas suhu luhur tiasa dipanaskeun dugi ka 950 ° C, énergi nuklir tiasa dianggo salaku sumber énergi pikeun BUMN. Dina waktu nu sarua, panalungtikan némbongkeun yén énergi renewable kayaning énérgi panas bumi ogé boga potensi salaku sumber panas éléktrolisis uap. Operasi dina suhu luhur bisa ngurangan tegangan batré jeung ningkatkeun laju réaksi, tapi ogé Nyanghareupan tantangan stabilitas termal bahan jeung sealing. Salaku tambahan, gas anu dihasilkeun ku katoda nyaéta campuran hidrogén, anu kedah dipisahkeun sareng dimurnikeun deui, ningkatkeun biaya dibandingkeun sareng éléktrolisis cai cair konvensional. Pamakéan keramik konduktor proton, sapertos strontium zirconate, ngirangan biaya BUMN. Strontium zirconate nunjukkeun konduktivitas proton anu saé dina sakitar 700 ° C, sareng kondusif pikeun katoda pikeun ngahasilkeun hidrogén purity tinggi, nyederhanakeun alat éléktrolisis uap.
Yan et al. [6] ngalaporkeun yén zirconia tabung keramik stabilized ku kalsium oksida dipaké salaku BUMN tina struktur ngarojong, beungeut luar ieu coated kalawan ipis (kirang ti 0.25mm) porous lanthanum perovskite salaku anoda, sarta Ni / Y2O3 stabil kalsium oksida cermet salaku katoda. Dina 1000°C, 0.4A/cm2 jeung 39.3W daya input, kapasitas produksi hidrogén unit nyaéta 17.6NL/h. Karugian BUMN nyaéta overvoltage balukar tina leungitna ohm tinggi anu umum dina interkonéksi antara sél, sareng konsentrasi overvoltage anu luhur kusabab keterbatasan transportasi difusi uap. Dina taun anyar, planar sél electrolytic geus narik loba perhatian [7-8]. Kontras jeung sél tubular, sél datar ngajadikeun manufaktur leuwih kompak sarta ngaronjatkeun efisiensi produksi hidrogén [6]. Ayeuna, halangan utama pikeun aplikasi industri BUMN nyaéta stabilitas jangka panjang sél éléktrolitik [8], sareng masalah sepuh éléktroda sareng deaktivasi tiasa disababkeun.
waktos pos: Feb-06-2023