Adhartas agus mion-sgrùdadh eaconamach air cinneasachadh haidridean le bhith a’ dealanachadh ocsaidean cruaidh
Bidh electrolyzer ocsaid chruaidh (SOE) a’ cleachdadh ceò uisge aig teòthachd àrd (600 ~ 900°C) airson electrolysis, a tha nas èifeachdaiche na electrolyzer alcalin agus electrolyzer PEM. Anns na 1960an, thòisich na Stàitean Aonaichte agus a’ Ghearmailt air rannsachadh a dhèanamh air SOE ceò uisge aig teòthachd àrd. Tha prionnsabal obrach electrolyzer SOE air a shealltainn ann am Figear 4. Bidh haidridean agus ceò uisge ath-chuairtichte a’ dol a-steach don t-siostam ath-bhualadh bhon anod. Tha an ceò uisge air a electrolyze gu haidridean aig a’ chatod. Bidh an O2 a thèid a thoirt a-mach leis a’ chatod a’ gluasad tron electrolyte chruaidh chun an anod, far am bi e ag ath-chothlamadh gus ocsaidean a chruthachadh agus dealanan a leigeil ma sgaoil.
Eu-coltach ri ceallan electrolytic membran iomlaid alcalin agus proton, bidh an electrode SOE ag ath-fhreagairt le conaltradh smùid uisge agus tha dùbhlan romhpa an raon eadar-aghaidh eadar an electrode agus conaltradh smùid uisge a mheudachadh. Mar sin, mar as trice bidh structar porous aig an electrode SOE. Is e adhbhar electrolysis smùid uisge dian lùtha a lughdachadh agus cosgais obrachaidh electrolysis uisge leaghaidh àbhaisteach a lughdachadh. Gu dearbh, ged a tha an riatanas lùtha iomlan airson ath-bhualadh lobhadh uisge ag àrdachadh beagan le teòthachd ag àrdachadh, tha an riatanas lùth dealain a’ lùghdachadh gu mòr. Mar a bhios an teòthachd electrolytic ag àrdachadh, tha pàirt den lùth a dh’ fheumar air a thoirt seachad mar theas. Tha an SOE comasach air haidridean a thoirt gu buil an làthair stòr teas àrd-teòthachd. Leis gum faodar reactaran niùclasach fuaraichte le gas aig teòthachd àrd a theasachadh gu 950 ° C, faodar lùth niùclasach a chleachdadh mar stòr lùtha airson an SOE. Aig an aon àm, tha an rannsachadh a’ sealltainn gu bheil comas aig lùth ath-nuadhachail leithid lùth geo-theirmeach mar stòr teas electrolysis smùid cuideachd. Faodaidh obrachadh aig teòthachd àrd bholtadh bataraidh a lughdachadh agus ìre ath-bhualadh àrdachadh, ach tha dùbhlan seasmhachd teirmeach stuthan agus seulachadh ann cuideachd. A bharrachd air sin, is e measgachadh haidridean a th’ anns a’ ghas a thèid a thoirt a-mach leis a’ chatod, agus feumar sin a sgaradh agus a ghlanadh nas fhaide, agus mar sin a’ meudachadh a’ chosgais an taca ri dealan-sgaoilidh uisge leaghaidh àbhaisteach. Tha cleachdadh ceirmeag a bhios a’ giùlan protonan, leithid zirconate strontium, a’ lughdachadh cosgais SOE. Tha giùlan protonan sàr-mhath aig zirconate strontium aig timcheall air 700°C, agus tha e a’ toirt cothrom don chatod haidridean àrd-ghlanachd a thoirt gu buil, agus mar sin a’ sìmpleachadh an inneal dealan-sgaoilidh smùide.
Dh’innis Yan et al. [6] gun deach tiùb ceirmeag zirconia air a dhaingneachadh le calcium oxide a chleachdadh mar SOE structar taice, bha an uachdar a-muigh còmhdaichte le lanthanum perovskite tana (nas lugha na 0.25mm) porous mar anod, agus cermet calcium oxide seasmhach Ni/Y2O3 mar catod. Aig 1000°C, 0.4A/cm2 agus cumhachd cuir a-steach 39.3W, tha comas cinneasachaidh haidridean an aonaid 17.6NL/h. Is e ana-cothrom SOE an cus bholtaids mar thoradh air call ohm àrd a tha cumanta aig na h-eadar-cheanglaichean eadar ceallan, agus an dùmhlachd cus bholtaids àrd mar thoradh air cuingealachaidhean còmhdhail sgaoilidh smùid. Anns na bliadhnachan mu dheireadh, tha ceallan electrolytic planar air mòran aire a tharraing [7-8]. An coimeas ri ceallan tiùbalach, bidh ceallan còmhnard a’ dèanamh saothrachadh nas dlùithe agus a’ leasachadh èifeachdas cinneasachaidh haidridean [6]. An-dràsta, is e am prìomh bhacadh air cleachdadh gnìomhachais SOE seasmhachd fad-ùine na cealla electrolytic [8], agus dh’ fhaodadh duilgheadasan a bhith ann le bhith a’ fàs nas sine agus a’ dì-ghnìomhachadh electrode.
Àm puist: 6 Gearran 2023