Gaty oksidleriň elektrolizi bilen wodorod önümçiliginiň ösüşi we ykdysady derňewi
Gaty oksid elektrolizeri (SOE) gidroksidi elektrolizatordan we PEM elektrolizatoryndan has täsirli elektroliz üçin ýokary temperaturaly suw bugyny (600 ~ 900 ° C) ulanýar. 1960-njy ýyllarda ABŞ we Germaniýa ýokary temperaturaly suw bugy SOE boýunça gözleg geçirip başladylar. SOE elektrolizatorynyň iş prinsipi 4-nji suratda görkezilýär. Gaýtadan işlenen wodorod we suw bugy anoddan reaksiýa ulgamyna girýär. Suw bugy katoddaky wodoroda elektroliz edilýär. Katod tarapyndan öndürilen O2 gaty elektrolitden anoda geçýär we bu ýerde kislorod emele getirýär we elektronlary çykarýar.
Alkogol we proton alyş-çalyş membranasynyň elektrolitiki öýjüklerinden tapawutlylykda, SOE elektrody suw buglary bilen reaksiýa berýär we elektrod bilen suw buglarynyň arasyndaky interfeýs meýdanyny ulaltmak kynçylygy bilen ýüzbe-ýüz bolýar. Şonuň üçin SOE elektrody köplenç gözenekli gurluşa eýe. Suw bugy elektroliziniň maksady, energiýanyň intensiwligini peseltmek we adaty suwuk suw elektroliziniň iş bahasyny azaltmak. Aslynda, temperaturanyň ýokarlanmagy bilen suwuň bölüniş reaksiýasynyň umumy energiýa zerurlygy birneme ýokarlansa-da, elektrik energiýasyna bolan isleg ep-esli azalýar. Elektrolitiki temperaturanyň ýokarlanmagy bilen zerur energiýanyň bir bölegi ýylylyk hökmünde üpjün edilýär. SOE ýokary temperaturaly ýylylyk çeşmesiniň barlygynda wodorod öndürmäge ukyply. Highokary temperaturaly gaz bilen sowadylan ýadro reaktorlaryny 950 ° C çenli gyzdyryp bolýandygy sebäpli, ýadro energiýasy SOE üçin energiýa çeşmesi hökmünde ulanylyp bilner. Şol bir wagtyň özünde, gözlegler geotermiki energiýa ýaly täzelenip bilýän energiýanyň bug elektroliziniň ýylylyk çeşmesi hökmünde potensialynyň bardygyny görkezýär. Temperatureokary temperaturada işlemek batareýanyň naprýa .eniýesini peseldip, reaksiýanyň tizligini ýokarlandyryp biler, ýöne maddy ýylylyk durnuklylygy we möhürlenmegi bilen hem ýüzbe-ýüz bolýar. Mundan başga-da, katodyň öndürýän gazy wodorod garyndysy bolup, ony hasam bölüp, arassalamaly, adaty suwuk suw elektrolizi bilen deňeşdirilende çykdajylary ýokarlandyrmaly. Stronium zirkonat ýaly proton geçiriji keramikanyň ulanylmagy SOE-iň bahasyny arzanladýar. Strontium zirkonat takmynan 700 ° C derejesinde protonyň geçirijiligini görkezýär we bug elektroliz enjamyny ýönekeýleşdirip, ýokary arassa wodorod öndürmek üçin katod üçin amatlydyr.
Etan we başgalar. ] 1000 ° C, 0.4A / cm2 we 39.3W giriş kuwwatynda desganyň wodorod önümçilik kuwwaty 17,6NL / sag. SOE-iň ýetmezçiligi, öýjükleriň arasyndaky baglanyşykda köp duş gelýän ýokary ohm ýitgilerinden we bug diffuziýa transportynyň çäklendirmeleri sebäpli ýokary wolt konsentrasiýasydyr. Soňky ýyllarda planar elektrolitiki öýjükler köpleriň ünsüni özüne çekdi [7-8]. Turbaly öýjüklerden tapawutlylykda tekiz öýjükler önümçiligi has ykjam edýär we wodorod önümçiliginiň netijeliligini ýokarlandyrýar [6]. Häzirki wagtda SOE-ni senagat taýdan ulanmagyň esasy päsgelçiligi elektrolitiki öýjügiň uzak möhletli durnuklylygydyr we elektrodyň garramagy we deaktiwasiýa meselesi ýüze çykyp biler.
Iş wagty: Fewral-06-2023