Ìlọsíwájú àti ìṣàyẹ̀wò ọrọ̀ ajé ti ìṣẹ̀dá hydrogen nípasẹ̀ electrolysis ti àwọn oxides líle

Ìlọsíwájú àti ìṣàyẹ̀wò ọrọ̀ ajé ti ìṣẹ̀dá hydrogen nípasẹ̀ electrolysis ti àwọn oxides líle

Electrolyzer oxide solid (SOE) lo omi ooru giga (600 ~ 900°C) fun electrolysis, eyiti o munadoko ju elektrolyzer alkaline ati elektrolyzer PEM lọ. Ni awọn ọdun 1960, Amẹrika ati Germany bẹrẹ si ṣe iwadii lori omi ooru giga SOE. Ilana iṣẹ ti elektrolyzer SOE ni a fihan ni Aworan 4. Hydrogen ati omi ti a tunlo wọ inu eto iṣeda lati anode. Omi afẹfẹ ni a ṣe electrolyzed sinu hydrogen ni kathode. O2 ti kathode ṣe n gbe nipasẹ elektrolyte solid si anode, nibiti o ti n parapọ lati ṣe atẹgun ati tu awọn elektroni silẹ.

Láìdàbí àwọn sẹ́ẹ̀lì electrolytic alkaline àti proton exchange membrane, electrode SOE máa ń ṣe àgbékalẹ̀ pẹ̀lú ìfọwọ́sowọ́pọ̀ omi, ó sì máa ń dojúkọ ìpèníjà ti mímú kí agbègbè ìbáṣepọ̀ láàrín electrode àti ìfọwọ́sowọ́pọ̀ omi pọ̀ sí i. Nítorí náà, electrode SOE sábà máa ń ní ìrísí oníhò. Ète electrolysis omi ni láti dín agbára agbára kù kí ó sì dín iye owó ìṣiṣẹ́ ti electrolysis omi omi ìbílẹ̀ kù. Ní tòótọ́, bó tilẹ̀ jẹ́ pé gbogbo agbára tí ìpèsè ìbàjẹ́ omi ń béèrè fún pọ̀ sí i díẹ̀ pẹ̀lú otútù tí ń pọ̀ sí i, agbára iná mànàmáná dínkù gidigidi. Bí otútù electrolytic ṣe ń pọ̀ sí i, apá kan agbára tí a nílò ni a ń pèsè gẹ́gẹ́ bí ooru. SOE lè ṣe hydrogen ní iwájú orísun ooru tí ó ga. Níwọ́n ìgbà tí a lè gbóná àwọn reactors nuclear tí ó tutù ní gaasi sí 950°C, agbára nuclear ni a lè lò gẹ́gẹ́ bí orísun agbára fún SOE. Ní àkókò kan náà, ìwádìí fihàn pé agbára tí a lè sọ di tuntun bíi agbára geothermal tún ní agbára gẹ́gẹ́ bí orísun ooru ti electrolysis steam. Ṣíṣiṣẹ́ ní ìwọ̀n otútù gíga lè dín folti batiri kù kí ó sì mú kí ìwọ̀n ìṣesí pọ̀ sí i, ṣùgbọ́n ó tún dojúkọ ìpèníjà ti ìdúróṣinṣin ooru ohun èlò àti dídì. Ni afikun, gaasi ti cathode n pese jẹ adalu hydrogen, eyiti o nilo lati ya sọtọ siwaju ati mimọ, ti o mu iye owo pọ si ni akawe pẹlu electrolysis omi omi ibile. Lilo awọn seramiki proton-conducting, gẹgẹbi strontium zirconate, dinku iye owo SOE. Strontium zirconate fihan agbara proton ti o dara julọ ni iwọn 700°C, o si ṣe iranlọwọ fun cathode lati ṣe hydrogen mimọ giga, ti o jẹ ki ẹrọ electrolysis steam rọrun.

Yan àti àwọn ẹlẹgbẹ́ rẹ̀ [6] ròyìn pé a lo ọ̀pá seramiki zirconia tí calcium oxide dúró ṣinṣin gẹ́gẹ́ bí SOE ti ìṣètò àtìlẹ́yìn, a fi lanthanum perovskite oníhò tín-tín (tí kò tó 0.25mm) bo ojú òde gẹ́gẹ́ bí anode, àti Ni/Y2O3 calcium oxide tí ó dúró ṣinṣin gẹ́gẹ́ bí cathode. Ní 1000°C, 0.4A/cm2 àti 39.3W agbára ìtẹ̀síwájú, agbára ìṣẹ̀dá hydrogen ti ẹ̀rọ náà jẹ́ 17.6NL/h. Àìlera SOE ni overvoltage tí ó ń jáde láti inú àdánù ohm gíga tí ó wọ́pọ̀ ní ìsopọ̀ láàárín àwọn sẹ́ẹ̀lì, àti ìfọkànsí overvoltage gíga nítorí àwọn ìdíwọ́ ti ìrìnnà vapor diffusion. Ní àwọn ọdún àìpẹ́ yìí, àwọn sẹ́ẹ̀lì electrolytic planar ti fa àfiyèsí púpọ̀ [7-8]. Ní ìyàtọ̀ sí àwọn sẹ́ẹ̀lì tubular, àwọn sẹ́ẹ̀lì alapin mú kí iṣẹ́ ṣíṣe túbọ̀ wúwo sí i, wọ́n sì ń mú kí iṣẹ́ ṣíṣe hydrogen sunwọ̀n sí i [6]. Lọ́wọ́lọ́wọ́, ìdènà pàtàkì sí lílo SOE ní ilé-iṣẹ́ ni ìdúróṣinṣin ìgbà pípẹ́ ti sẹ́ẹ̀lì electrolytic [8], àti pé àwọn ìṣòro ti ogbó àti ìparẹ́ electrode lè fa.