פּראָגרעס און עקאָנאָמישע אַנאַליז פון וואַסערשטאָף פּראָדוקציע דורך עלעקטראָליז פון האַרטע אָקסיידן

פּראָגרעס און עקאָנאָמישע אַנאַליז פון וואַסערשטאָף פּראָדוקציע דורך עלעקטראָליז פון האַרטע אָקסיידן

א פעסטער אקסייד עלעקטראליזער (SOE) ניצט הויך-טעמפּעראַטור וואַסער פארע (600 ~ 900°C) פֿאַר עלעקטראָליז, וואָס איז מער עפֿעקטיוו ווי אַן אַלקאַליין עלעקטראָליזער און PEM עלעקטראָליזער. אין די 1960ער יאָרן, האָבן די פֿאַראייניקטע שטאַטן און דײַטשלאַנד אָנגעהויבן צו פֿאָרשן הויך-טעמפּעראַטור וואַסער פארע SOE. דער אַרבעטס-פּרינציפּ פֿון אַ SOE עלעקטראליזער ווערט געוויזן אין פֿיגור 4. רעציקלירטער וואַסערשטאָף און וואַסער פארע גייען אַרײַן אין דער רעאַקציע-סיסטעם פֿון דער אַנאָדע. דער וואַסער פארע ווערט עלעקטראָליזירט אין וואַסערשטאָף בײַ דער קאַטאָדע. דער O2 וואָס ווערט פּראָדוצירט דורך דער קאַטאָדע באַוועגט זיך דורך דעם פעסטן עלעקטראָליט צו דער אַנאָדע, וואו ער פֿאַראייניקט זיך ווידער צו פֿאָרמירן זויערשטאָף און באַפֿרײַען עלעקטראָנען.

אנדערש ווי אלקאַלישע און פּראָטאָן אויסטויש מעמבראַן עלעקטראָליטישע צעלן, רעאַגירט דער SOE עלעקטראָד מיט וואַסער פארע קאָנטאַקט און שטייט פאר דער אַרויסרופן פון מאַקסאַמיזירן די צובינד געגנט צווישן דעם עלעקטראָד און וואַסער פארע קאָנטאַקט. דעריבער, האט דער SOE עלעקטראָד בכלל אַ פּאָרעז סטרוקטור. דער ציל פון וואַסער פארע עלעקטראָליז איז צו רעדוצירן די ענערגיע אינטענסיטעט און רעדוצירן די אָפּערייטינג קאָסטן פון קאַנווענשאַנאַל פליסיק וואַסער עלעקטראָליז. אין פאַקט, כאָטש די גאַנץ ענערגיע פאָדערונג פון די וואַסער דעקאָמפּאָזיציע רעאַקציע וואַקסט אַ ביסל מיט ינקריסינג טעמפּעראַטור, די עלעקטרישע ענערגיע פאָדערונג פאַרקלענערט זיך באַדייטנד. ווי די עלעקטראָליטישע טעמפּעראַטור וואַקסט, ווערט אַ טייל פון דער ענערגיע וואָס איז דארף צוגעשטעלט ווי היץ. דער SOE איז טויגעוודיק צו פּראָדוצירן וואַסערשטאָף אין דער אנוועזנהייט פון אַ הויך-טעמפּעראַטור היץ מקור. זינט הויך-טעמפּעראַטור גאַז-געקילטע נוקלעאַרע רעאַקטאָרן קענען ווערן געהייצט צו 950°C, קען נוקלעאַרע ענערגיע ווערן גענוצט ווי אַן ענערגיע מקור פֿאַר דעם SOE. אין דער זעלביקער צייט, ווייזט די פאָרשונג אַז די רינואַבאַל ענערגיע ווי געאָטערמישע ענערגיע האט אויך דעם פּאָטענציעל ווי די היץ מקור פון פארע עלעקטראָליז. אַרבעטן ביי הויך טעמפּעראַטור קען רעדוצירן באַטאַרייע וואָולטידזש און פאַרגרעסערן רעאַקציע קורס, אָבער עס שטייט אויך פאר דער אַרויסרופן פון מאַטעריאַל טערמישע פעסטקייט און פאַרזיגלונג. דערצו, דער גאז וואס ווערט פראדוצירט דורך דער קאטאדע איז א וואסערשטאף געמיש, וואס דארף ווייטער אפגעזונדערט און גערייניקט ווערן, וואס פארגרעסערט די קאסטן קאמפערד מיט קאנווענציאנעלער פליסיגער וואסער עלעקטראליז. די נוצונג פון פראטאן-קאנדעקטיוו קעראמיקס, ווי סטראנטיום צירקאנאט, פארקלענערט די קאסטן פון SOE. סטראנטיום צירקאנאט ווייזט אן אויסגעצייכנטע פראטאן קאנדוקטיוויטעט ביי בערך 700°C, און איז גינציק פאר דער קאטאדע צו פראדוצירן הויך-ריינקייט וואסערשטאף, וואס פארפּשוטערט די פארע עלעקטראליז אפאראט.

יאן און אנדערע [6] האבן באריכטעט אז א צירקאניע קעראמישע רער סטאביליזירט דורך קאלציום אקסייד איז גענוצט געווארן אלס SOE פון שטיצנדיקע סטרוקטור, די אויסערליכע אייבערפלאך איז באדעקט געווארן מיט דין (ווייניקער ווי 0.25 מ"מ) פארעזן לאַנטאַנום פּעראָווסקיט אלס אנאד, און Ni/Y2O3 סטאבילן קאלציום אקסייד סערמעט אלס קאטאד. ביי 1000°C, 0.4A/cm2 און 39.3W אינפוט מאכט, איז די וואסערשטאף פראדוקציע קאפאציטעט פון דער איינהייט 17.6NL/h. דער חסרון פון SOE איז די איבערוואלטאג וואס רעזולטירט פון הויכע אָהם פארלוסטן וואס זענען געווענליך ביי די פארבינדונגען צווישן צעלן, און די הויכע איבערוואלטאג קאנצענטראציע צוליב די באגרענעצונגען פון פארע דיפוזיע טראנספארט. אין די לעצטע יארן, האבן פלאנע עלעקטראליטישע צעלן געצויגן אסאך אויפמערקזאמקייט [7-8]. אין קאנטראסט צו טובולארע צעלן, מאכן פלאכע צעלן פאבריקאציע מער קאמפאקט און פארבעסערן וואסערשטאף פראדוקציע עפעקטיווקייט [6]. איצט, איז די הויפט שטערונג צו דער אינדוסטריעלער אנווענדונג פון SOE די לאנג-טערמין סטאביליטעט פון דער עלעקטראליטישער צעל [8], און די פראבלעמען פון עלעקטראד אלטערונג און דעאקטיוואציע קענען ווערן געפֿירט.