Прогресс ва тахлили иктисодии хосил намудани водород бо рохи электролизи оксидхои сахт
Электролизери оксиди сахт (SOE) барои электролиз буғи оби ҳарорати баландро (600 ~ 900 ° C) истифода мебарад, ки нисбат ба электролизери сілтӣ ва электролизери PEM самараноктар аст. Дар солхои 60-ум Штатхои Муттахида ва Германия ба гузарондани тадкикот оид ба SOE бухори об дар харорати баланд шуруъ карданд. Принсипи кори электролизери СОЭ дар расми 4 нишон дода шудааст. Аз анод ба системаи реаксияи гидроген ва буги об ворид мешаванд. Буғи об дар катод ба гидроген электролиз мешавад. О2, ки аз катод тавлид мешавад, тавассути электролитҳои сахт ба анод мегузарад, ки дар он ҷо оксигенро ба вуҷуд меорад ва электронҳоро ҷудо мекунад.
Баръакси ҳуҷайраҳои электролитикии мембранаи мубодилаи сілтӣ ва протон, электроди SOE бо тамос бо буғи об реаксия мекунад ва бо мушкили зиёд кардани майдони интерфейси байни электрод ва тамоси буғи об дучор меояд. Аз ин рӯ, электроди SOE одатан сохтори ковок дорад. Мақсади электролизи буғи об кам кардани шиддатнокии энергия ва кам кардани арзиши амалиётии электролизи муқаррарии оби моеъ мебошад. Дарвоқеъ, гарчанде ки талаботи умумии энергияи реаксияи таҷзияи об бо баланд шудани ҳарорат каме зиёд мешавад, талабот ба энергияи барқ хеле кам мешавад. Бо баланд шудани ҳарорати электролитӣ як қисми энергияи зарурӣ ҳамчун гармӣ дода мешавад. СОЭ кодир аст, ки дар мав-чудияти манбаи гармии баланд водород хосил кунад. Азбаски реакторхои атомии бо газ хунукшавандаи харорати баланд то 950°С гарм карда мешаванд, энергияи атомро хамчун манбаи энергия барои СОЭ истифода бурдан мумкин аст. Ҳамзамон, тадқиқот нишон медиҳад, ки энергияи барқароршаванда, аз қабили энергияи геотермалӣ низ ҳамчун манбаи гармии электролизи буғ потенсиал дорад. Кор дар ҳарорати баланд метавонад шиддати батареяро коҳиш диҳад ва суръати реаксияро афзоиш диҳад, аммо он инчунин бо мушкилоти устувории гармии моддӣ ва мӯҳр дучор мешавад. Илова бар ин, газе, ки аз катод ҳосил мешавад, омехтаи гидроген мебошад, ки бояд минбаъд ҷудо ва тоза карда шавад, ки арзиши онро дар муқоиса бо электролизи муқаррарии оби моеъ афзоиш медиҳад. Истифодаи сафолии протон-гузаронй, монанди циркониати стронций, арзиши СОЭ-ро кам мекунад. Цирконати стронций гузарониши аълои протонро дар тақрибан 700 ° C нишон медиҳад ва ба катод барои тавлиди гидрогени тозаи баланд мусоидат мекунад ва дастгоҳи электролизи буғро содда мекунад.
Ян ва дигарон. [6] хабар доданд, ки найчаи сафолии сирконии бо оксиди калсий устуворшуда ҳамчун SOE сохтори дастгирӣ истифода мешуд, сатҳи берунӣ ҳамчун анод бо перовскити борик (камтар аз 0,25 мм) лантан ва ҳамчун катод кермети устувори оксиди калсий Ni/Y2O3 пӯшонида шудааст. Дар ҳарорати 1000°C, 0,4А/см2 ва 39,3Вт қувваи вуруд, иқтидори истеҳсоли гидрогени агрегат 17,6НЛ/соат аст. Камбудии SOE ин шиддати аз ҳад зиёдест, ки дар натиҷаи талафоти баланди ом, ки дар пайвастшавӣ байни ҳуҷайраҳо маъмуланд ва консентратсияи баланди шиддат аз сабаби маҳдудияти интиқоли диффузияи буғ мебошад. Солҳои охир ҳуҷайраҳои электролитикии ҳамвор таваҷҷӯҳи зиёдро ба худ ҷалб карданд [7-8]. Баръакси ҳуҷайраҳои қубурӣ, ҳуҷайраҳои ҳамвор истеҳсолотро зичтар мекунанд ва самаранокии истеҳсоли гидрогенро беҳтар мекунанд [6]. Дар айни замон, монеаи асосии истифодаи саноатии СОЭ устувории дарозмуддати ҳуҷайраҳои электролитӣ мебошад [8] ва мушкилоти пиршавӣ ва ғайрифаъолшавии электродҳо метавонанд ба миён оянд.
Вақти фиристодан: феврал-06-2023