Pwogrè ak analiz ekonomik pwodiksyon idwojèn pa elektwoliz oksid solid yo

Pwogrè ak analiz ekonomik pwodiksyon idwojèn pa elektwoliz oksid solid yo

Elektwolizè oksid solid (SOE) itilize vapè dlo nan tanperati ki wo (600 ~ 900°C) pou elektwoliz, ki pi efikas pase elektwolizè alkalin ak elektwolizè PEM. Nan ane 1960 yo, Etazini ak Almay te kòmanse fè rechèch sou vapè dlo SOE nan tanperati ki wo. Prensip fonksyònman elektwolizè SOE a montre nan Figi 4. Idwojèn resikle ak vapè dlo antre nan sistèm reyaksyon an soti nan anod la. Vapè dlo a elektwolize an idwojèn nan katod la. O2 ki pwodui pa katod la deplase nan elektwolit solid la rive nan anod la, kote li rekombine pou fòme oksijèn epi libere elektwon.

Kontrèman ak selil elektwolitik manbràn alkalin ak echanj pwoton, elektwòd SOE a reyaji ak kontak vapè dlo epi li fè fas ak defi pou maksimize zòn entèfas ki genyen ant elektwòd la ak kontak vapè dlo a. Se poutèt sa, elektwòd SOE a jeneralman gen yon estrikti pore. Objektif elektwoliz vapè dlo a se diminye entansite enèji a epi redwi pri fonksyònman elektwoliz dlo likid konvansyonèl la. Anfèt, byenke bezwen enèji total reyaksyon dekonpozisyon dlo a ogmante yon ti kras ak ogmantasyon tanperati a, bezwen enèji elektrik la diminye anpil. Ofiramezi tanperati elektwolitik la ogmante, yon pati nan enèji ki nesesè a apwovizyone kòm chalè. SOE a kapab pwodui idwojèn an prezans yon sous chalè ki gen tanperati ki wo. Piske reaktè nikleyè ki refwadi ak gaz ki gen tanperati ki wo ka chofe a 950 °C, enèji nikleyè ka itilize kòm yon sous enèji pou SOE a. An menm tan, rechèch la montre ke enèji renouvlab tankou enèji jewotèmal la genyen tou potansyèl kòm sous chalè pou elektwoliz vapè. Opere nan tanperati ki wo ka diminye vòltaj batri a epi ogmante vitès reyaksyon an, men li fè fas tou ak defi estabilite tèmik ak sele materyèl la. Anplis de sa, gaz ki pwodui pa katod la se yon melanj idwojèn, ki bezwen plis separe ak pirifye, sa ki ogmante pri a konpare ak elektwoliz dlo likid konvansyonèl la. Itilizasyon seramik ki kondi pwoton, tankou strontium zirkonat, diminye pri SOE a. Stronsium zirkonat montre yon ekselan konduktivite pwoton nan anviwon 700°C, epi li fezab pou katod la pwodui idwojèn ki gen gwo pite, sa ki senplifye aparèy elektwoliz vapè a.

Yan et al. [6] rapòte ke yo te itilize yon tib seramik zirkonya estabilize pa oksid kalsyòm kòm SOE nan estrikti sipò a, sifas ekstèn lan te kouvri ak yon perovskit lanthan pore mens (mwens pase 0.25mm) kòm anod, ak yon sermet oksid kalsyòm Ni/Y2O3 ki estab kòm katod. A 1000°C, 0.4A/cm2 ak yon puisans opinyon 39.3W, kapasite pwodiksyon idwojèn inite a se 17.6NL/h. Dezavantaj SOE a se survòltaj ki soti nan gwo pèt ohm ki komen nan koneksyon ant selil yo, ak gwo konsantrasyon survòltaj akòz limitasyon transpò difizyon vapè. Nan dènye ane yo, selil elektwolitik planè yo te atire anpil atansyon [7-8]. Kontrèman ak selil tibilè yo, selil plat yo fè fabrikasyon an pi kontra enfòmèl ant epi amelyore efikasite pwodiksyon idwojèn [6]. Kounye a, prensipal obstak nan aplikasyon endistriyèl SOE a se estabilite alontèm selil elektwolitik la [8], epi pwoblèm vyeyisman elektwòd ak dezaktivasyon ka koze.