திட ஆக்சைடுகளின் மின்னாற்பகுப்பு மூலம் ஹைட்ரஜன் உற்பத்தியின் முன்னேற்றம் மற்றும் பொருளாதார பகுப்பாய்வு.

திட ஆக்சைடுகளின் மின்னாற்பகுப்பு மூலம் ஹைட்ரஜன் உற்பத்தியின் முன்னேற்றம் மற்றும் பொருளாதார பகுப்பாய்வு.

சாலிட் ஆக்சைடு எலக்ட்ரோலைசர் (SOE) மின்னாற்பகுப்புக்கு உயர் வெப்பநிலை நீர் நீராவியை (600 ~ 900°C) பயன்படுத்துகிறது, இது கார மின்னாற்பகுப்பு மற்றும் PEM மின்னாற்பகுப்பை விட மிகவும் திறமையானது. 1960களில், அமெரிக்காவும் ஜெர்மனியும் உயர் வெப்பநிலை நீர் நீராவி SOE குறித்து ஆராய்ச்சி செய்யத் தொடங்கின. SOE மின்னாற்பகுப்பின் செயல்பாட்டுக் கொள்கை படம் 4 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. மறுசுழற்சி செய்யப்பட்ட ஹைட்ரஜனும் நீராவியும் அனோடில் இருந்து எதிர்வினை அமைப்பிற்குள் நுழைகின்றன. நீர் நீராவி கேத்தோடில் ஹைட்ரஜனாக மின்னாற்பகுக்கப்படுகிறது. கேத்தோடால் உற்பத்தி செய்யப்படும் O2 திட எலக்ட்ரோலைட் வழியாக அனோடை நோக்கி நகர்கிறது, அங்கு அது மீண்டும் ஒன்றிணைந்து ஆக்ஸிஜனை உருவாக்கி எலக்ட்ரான்களை வெளியிடுகிறது.

கார மற்றும் புரோட்டான் பரிமாற்ற சவ்வு மின்னாற்பகுப்பு செல்களைப் போலன்றி, SOE மின்முனையானது நீர் நீராவி தொடர்புடன் வினைபுரிந்து மின்முனைக்கும் நீர் நீராவி தொடர்புக்கும் இடையிலான இடைமுகப் பகுதியை அதிகப்படுத்தும் சவாலை எதிர்கொள்கிறது. எனவே, SOE மின்முனை பொதுவாக ஒரு நுண்துளை அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது. நீர் நீராவி மின்னாற்பகுப்பின் நோக்கம் ஆற்றல் தீவிரத்தைக் குறைப்பதும், வழக்கமான திரவ நீர் மின்னாற்பகுப்பின் இயக்கச் செலவைக் குறைப்பதும் ஆகும். உண்மையில், நீர் சிதைவு வினையின் மொத்த ஆற்றல் தேவை அதிகரிக்கும் வெப்பநிலையுடன் சிறிது அதிகரித்தாலும், மின் ஆற்றல் தேவை கணிசமாகக் குறைகிறது. மின்னாற்பகுப்பு வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது, ​​தேவையான ஆற்றலின் ஒரு பகுதி வெப்பமாக வழங்கப்படுகிறது. உயர் வெப்பநிலை வெப்ப மூலத்தின் முன்னிலையில் SOE ஹைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்யும் திறன் கொண்டது. உயர் வெப்பநிலை வாயு-குளிரூட்டப்பட்ட அணு உலைகள் 950°C க்கு வெப்பப்படுத்தப்படுவதால், அணுசக்தியை SOE க்கு ஆற்றல் மூலமாகப் பயன்படுத்தலாம். அதே நேரத்தில், புவிவெப்ப ஆற்றல் போன்ற புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் நீராவி மின்னாற்பகுப்பின் வெப்ப மூலமாகவும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது என்பதை ஆராய்ச்சி காட்டுகிறது. அதிக வெப்பநிலையில் செயல்படுவது பேட்டரி மின்னழுத்தத்தைக் குறைத்து எதிர்வினை வீதத்தை அதிகரிக்கும், ஆனால் இது பொருள் வெப்ப நிலைத்தன்மை மற்றும் சீல் செய்வதற்கான சவாலையும் எதிர்கொள்கிறது. கூடுதலாக, கேத்தோடு உற்பத்தி செய்யும் வாயு ஒரு ஹைட்ரஜன் கலவையாகும், இது மேலும் பிரிக்கப்பட்டு சுத்திகரிக்கப்பட வேண்டும், இது வழக்கமான திரவ நீர் மின்னாற்பகுப்புடன் ஒப்பிடும்போது செலவை அதிகரிக்கிறது. ஸ்ட்ரோண்டியம் சிர்கோனேட் போன்ற புரோட்டான்-கடத்தும் மட்பாண்டங்களின் பயன்பாடு SOE இன் விலையைக் குறைக்கிறது. ஸ்ட்ரோண்டியம் சிர்கோனேட் சுமார் 700°C இல் சிறந்த புரோட்டான் கடத்துத்திறனைக் காட்டுகிறது, மேலும் அதிக தூய்மையான ஹைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்ய கேத்தோடுக்கு உகந்ததாக உள்ளது, இது நீராவி மின்னாற்பகுப்பு சாதனத்தை எளிதாக்குகிறது.

கால்சியம் ஆக்சைடு மூலம் நிலைப்படுத்தப்பட்ட சிர்கோனியா பீங்கான் குழாய், துணை அமைப்பின் SOE ஆகப் பயன்படுத்தப்பட்டது என்றும், வெளிப்புற மேற்பரப்பு மெல்லிய (0.25மிமீக்கும் குறைவான) நுண்துளை லந்தனம் பெரோவ்ஸ்கைட்டால் அனோடாக பூசப்பட்டது என்றும், Ni/Y2O3 நிலையான கால்சியம் ஆக்சைடு செர்மெட் கேத்தோடாக பூசப்பட்டது என்றும் யான் மற்றும் பலர் [6] தெரிவித்தனர். 1000°C, 0.4A/cm2 மற்றும் 39.3W உள்ளீட்டு சக்தியில், அலகின் ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி திறன் 17.6NL/h ஆகும். SOE இன் குறைபாடு என்னவென்றால், செல்களுக்கு இடையேயான இணைப்புகளில் பொதுவாகக் காணப்படும் அதிக ஓம் இழப்புகள் மற்றும் நீராவி பரவல் போக்குவரத்தின் வரம்புகள் காரணமாக அதிக ஓவர்வோல்டேஜ் செறிவு காரணமாக ஏற்படும் அதிக மின்னழுத்தம் ஆகும். சமீபத்திய ஆண்டுகளில், பிளானர் எலக்ட்ரோலைடிக் செல்கள் அதிக கவனத்தை ஈர்த்துள்ளன [7-8]. குழாய் செல்களுக்கு மாறாக, தட்டையான செல்கள் உற்பத்தியை மிகவும் சுருக்கமாக்குகின்றன மற்றும் ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி செயல்திறனை மேம்படுத்துகின்றன [6]. தற்போது, ​​SOE இன் தொழில்துறை பயன்பாட்டிற்கு முக்கிய தடையாக இருப்பது மின்னாற்பகுப்பு கலத்தின் நீண்டகால நிலைத்தன்மை [8] ஆகும், மேலும் மின்முனை வயதானது மற்றும் செயலிழக்கச் செய்தல் போன்ற சிக்கல்கள் ஏற்படக்கூடும்.