Водород җитештерүнең каты оксидларның электролизы белән алгарыш һәм икътисади анализ
Каты оксид электролизеры (SOE) электролиз өчен югары температуралы су парларын (600 ~ 900 ° C) куллана, бу эшкәртү электролизерына һәм PEM электролизерына караганда эффективрак. 1960-нчы елларда АКШ һәм Германия югары температуралы су парлары SOE буенча тикшеренүләр үткәрә башладылар. SOE электролизерының эш принцибы 4 нче рәсемдә күрсәтелгән. Эшкәртелгән водород һәм су парлары реакция системасына анодтан керәләр. Су парлары катодтагы водородка электролизацияләнә. Катод җитештергән O2 каты электролит аша анодка күчә, анда ул кислород формалаштыру һәм электроннарны чыгару өчен берләшә.
Эшкәртү һәм протон алмашу мембранасы электролитик күзәнәкләрдән аермалы буларак, SOE электроды су парлары контактында реакция ясый һәм электрод белән су парлары контактлары арасындагы интерфейс мәйданын максимальләштерү проблемасына очрый. Шуңа күрә, SOE электродының күзәнәк структурасы бар. Су парлары электролизының максаты - энергия интенсивлыгын киметү һәм гадәти сыек су электролизының эш бәясен киметү. Чынлыкта, температураның артуы белән су таркалу реакциясенең гомуми энергия таләбе бераз артса да, электр энергиясенә ихтыяҗ сизелерлек кими. Электролитик температура арта барган саен, кирәкле энергиянең бер өлеше җылылык белән тәэмин ителә. SOE югары температуралы җылылык чыганагы булганда водород җитештерә ала. 50гары температуралы газ белән суытылган атом реакторлары 950 ° C кадәр җылытылырга мөмкин булганлыктан, атом энергиясе SOE өчен энергия чыганагы буларак кулланылырга мөмкин. Шул ук вакытта, тикшеренүләр күрсәткәнчә, геотермаль энергия кебек яңартыла торган энергия пар электролизының җылылык чыганагы кебек потенциалга ия. Highгары температурада эшләү батарея көчәнешен киметергә һәм реакция тизлеген арттырырга мөмкин, ләкин ул шулай ук материаль җылылык тотрыклылыгы һәм мөһерләү проблемасы белән очраша. Моннан тыш, катод җитештергән газ водород катнашмасы, аны аерырга һәм чистартырга кирәк, гадәти сыек су электролизы белән чагыштырганда бәяне арттырырга. Стронтий цирконат кебек протон үткәргеч керамиканы куллану SOE бәясен киметә. Стронтий цирконаты якынча 700 ° C температурада яхшы протон үткәрүчәнлеген күрсәтә, һәм пар электролиз җайланмасын гадиләштереп, югары чисталык водород җитештерү өчен катодка ярдәм итә.
Ян һәм башкалар. [6] хәбәр иттеләр, кальций оксиды белән тотрыклыланган циркония керамик трубасы терәк структурасы SOE буларак кулланылды, тышкы өслеге нечкә (0,25 ммнан аз) күзәнәкле лантан перовскит белән капланган, һәм Ni / Y2O3 тотрыклы кальций оксиды серметы. 1000 ° C, 0,4A / см2 һәм 39.3Вт кертү көче, җайланманың водород җитештерү куәте 17,6NL / с. SOE-ның җитешсезлеге - күзәнәкләр арасындагы үзара бәйләнештә булган югары ох югалтуларыннан, һәм пар диффузиясе транспортының чикләнүләре аркасында артык зур көчәнеш концентрациясе. Соңгы елларда планар электролитик күзәнәкләр зур игътибар җәлеп иттеләр [7-8]. Түгәрәк күзәнәкләрдән аермалы буларак, яссы күзәнәкләр җитештерүне тагын да тыгызрак ясыйлар һәм водород җитештерү нәтиҗәлелеген күтәрәләр [6]. Хәзерге вакытта SOE-ны сәнәгатьтә куллану өчен төп киртә - электролитик күзәнәкнең озак вакытлы тотрыклылыгы, һәм электрод картайу һәм деактивация проблемалары булырга мөмкин.
Пост вакыты: 06-2023 февраль