Dul chun cinn agus anailís eacnamaíoch ar tháirgeadh hidrigine trí leictrealú ocsaídí soladacha
Úsáideann leictrilíseoir ocsaíd sholadaigh (SOE) gal uisce ardteochta (600 ~ 900°C) le haghaidh leictrealú, atá níos éifeachtaí ná leictrilíseoir alcaileach agus leictrilíseoir PEM. Sna 1960idí, thosaigh na Stáit Aontaithe agus an Ghearmáin ag déanamh taighde ar SOE gal uisce ardteochta. Taispeántar prionsabal oibre leictrilíseoir SOE i bhFíor 4. Téann hidrigin agus gal uisce athchúrsáilte isteach sa chóras imoibrithe ón anóid. Déantar an gal uisce a leictrilú ina hidrigin ag an gcatóid. Bogann an O2 a tháirgeann an catóid tríd an leictrilít soladach go dtí an anóid, áit a n-athcheanglaíonn sé chun ocsaigin a fhoirmiú agus leictreoin a scaoileadh.
Murab ionann agus cealla leictrealaíocha membrane malartaithe alcaileach agus prótóin, imoibríonn an leictreoid SOE le teagmháil gaile uisce agus bíonn dúshlán roimhe an limistéar comhéadain idir an leictreoid agus teagmháil gaile uisce a uasmhéadú. Dá bhrí sin, bíonn struchtúr scagach ag an leictreoid SOE i gcoitinne. Is é cuspóir leictrealú gaile uisce déine fuinnimh a laghdú agus costas oibriúcháin leictrealú uisce leachta traidisiúnta a laghdú. Déanta na fírinne, cé go méadaíonn an riachtanas fuinnimh iomlán don imoibriú dianscaoilte uisce beagán de réir mar a mhéadaíonn an teocht, laghdaíonn an riachtanas fuinnimh leictrigh go suntasach. De réir mar a mhéadaíonn an teocht leictrealaíoch, soláthraítear cuid den fhuinneamh a theastaíonn mar theas. Tá an SOE in ann hidrigin a tháirgeadh i láthair foinse teasa ardteochta. Ós rud é gur féidir imoibreoirí núicléacha fuaraithe gáis ardteochta a théamh go 950°C, is féidir fuinneamh núicléach a úsáid mar fhoinse fuinnimh don SOE. Ag an am céanna, léiríonn an taighde go bhfuil acmhainneacht ag an bhfuinneamh in-athnuaite amhail fuinneamh geiteirmeach mar fhoinse teasa leictrealú gaile freisin. Is féidir le hoibriú ag teocht ard voltas ceallraí a laghdú agus ráta imoibrithe a mhéadú, ach bíonn dúshlán cobhsaíochta teirmeach agus séalaithe ábhair roimhe freisin. Ina theannta sin, is meascán hidrigine an gás a tháirgeann an catóid, agus caithfear é a dheighilt agus a íonú tuilleadh, rud a mhéadaíonn an costas i gcomparáid le leictrealú uisce leachta traidisiúnta. Laghdaíonn úsáid criadóireachta seoltaí prótóin, amhail siorcónáit strontiam, costas SOE. Taispeánann siorcónáit strontiam seoltacht prótóin den scoth ag thart ar 700°C, agus tá sé fabhrach don chatóid hidrigin ardíonachta a tháirgeadh, rud a shimplíonn an gléas leictrealú gaile.
Thuairiscigh Yan et al. [6] gur úsáideadh feadán ceirmeach siorcóinia cobhsaithe le hocsaíd chailciam mar SOE den struchtúr tacaíochta, agus gur brataíodh an dromchla seachtrach le lantánam perovskite scagach tanaí (níos lú ná 0.25mm) mar anóid, agus ceirméad ocsaíd chailciam cobhsaí Ni/Y2O3 mar chatóid. Ag 1000°C, 0.4A/cm2 agus cumhacht ionchuir 39.3W, is é 17.6NL/u cumas táirgthe hidrigine an aonaid. Is é míbhuntáiste SOE an róvoltas a eascraíonn as caillteanais arda óm atá coitianta ag na hidirnaisc idir cealla, agus an tiúchan ard róvoltais mar gheall ar theorainneacha iompair idirleata gaile. Le blianta beaga anuas, tá aird mhór tarraingthe ag cealla leictrealaíocha planáracha [7-8]. I gcodarsnacht le cealla feadánacha, déanann cealla cothroma monarú níos dlúithe agus feabhsaíonn siad éifeachtúlacht táirgthe hidrigine [6]. Faoi láthair, is é an príomhchonstaic ar fheidhmchlár tionsclaíoch SOE ná cobhsaíocht fhadtéarmach na cille leictrealaíocha [8], agus d'fhéadfadh fadhbanna a bhaineann le haosú agus díghníomhachtú leictreoid a bheith mar thoradh air.
Am an phoist: 06 Feabhra 2023