Ang high-temperatura solidong oxide water electrolysis hydrogen production na teknolohiya

Ang SOEC (solid oxide electrolysis cell) ay ang pagdadaglat ng high-temperatura solid oxide electrolysis cell, na kung saan ay isang electrolysis na aparato na nagko-convert ng elektrikal na enerhiya at thermal energy sa enerhiya ng kemikal sa mataas na temperatura. Kumpara sa normal na temperatura ng electrolysis ng tubig, ang SOEC high-temperaturaelectrolysis ng tubigmaaaring magbigay ng mas mataas na kahusayan sa conversion ng enerhiya.

Ang mga pagbabago sa demand ng enerhiya para sa electrolysis ng tubig ng SOEC na may mapagkukunan ng temperatura: "gabay sa agham at teknolohiya"

Tulad ng ipinapakita sa figure, habang ang temperatura ay patuloy na tumataas, ang kabuuang enerhiya na kinakailangan para saelectrolysis ng tubigpagtaas ng bahagyang, ngunit ang demand para sa elektrikal na enerhiya at thermal energy ay nagbago nang malaki. Sa mataas na temperatura, ang demand para sa elektrikal na enerhiya para sa electrolysis ng tubig ng SOEC ay unti -unting bumababa, at ang demand para sa thermal energy ay unti -unting tumataas. Nangangahulugan ito na kapag ang mga kagamitan sa electrolysis ng SOEC ay gumagana sa mataas na temperatura, maaari itong epektibong mabawasan ang demand para sa de-kalidad na enerhiya-electricity, at pagbutihin ang rate ng paggamit ng mababang kalidad na init-basura na init. Sa hinaharap, kapag ang nababago na enerhiya o advanced na enerhiya ng nuklear ay nasa sapat na supply, ang SOEC ay maaaring maging isa sa mga teknikal na ruta para sa malakihang paggawa ng hydrogen.

Mula sa teknikal na prinsipyo, ang SOEC ay maaaring nahahati sa oxygen ion conduction soec at proton conduction soec.

Proton-conduct SOEC Working Principle Source: Journal of Ceramics

Ang proton-conduct SOEC ay nagsasagawa ng mga proton sa electrolyte. Kapag tumatakbo ang kagamitan, ang singaw ng tubig na may mataas na temperatura ay ibinibigay mula sa gilid ng anode. Ang mga molekula ng tubig ay nakikilahok sa reaksyon ng oksihenasyon sa anode, at bumubuo ng oxygen at proton matapos mawala ang mga electron. Matapos maabot ng mga proton ang katod sa pamamagitan ng proton-conduct electrolyte, naganap ang isang reaksyon ng pagbawas, na bumubuo ng hydrogen sa katod.

Oxygen-ion-conduct SOEC Pinagmulan: China Engineering Science

Ang Oxygen-ion-conduct SOEC ay nagsasagawa ng mga ion ng oxygen sa electrolyte. Hindi tulad ng proton-conduct SOEC, ang oxygen-ion-conduct na SOEC ay nagbibigay ng singaw ng tubig mula sa katod (hydrogen electrode). Ang mga molekula ng tubig ay bumubuo ng hydrogen pagkatapos makakuha ng mga electron at ionize ang mga ion ng oxygen. Matapos ang mga ion ng oxygen ay isinasagawa sa anode sa pamamagitan ng electrolyte, sila ay na -oxidized upang makabuo ng oxygen.

Sapagkat ang proton-conduct SOEC ay may mas mataas na mga kinakailangan sa teknikal, lalo na maraming mga hadlang sa pagpili ng materyal, ang kasalukuyang pag-unlad ng pag-unlad ay malayo sa likuran ng oxygen-conduct na SOEC. Sa merkado, ang mga pagtatangka ng komersyalisasyon ng SOEC ay pangunahing nakatuon sa Oxygen-ion-conduct SOEC.

Sa kasalukuyan, ang pangkalahatang antas ng industriyalisasyon ng mga kagamitan sa electrolysis ng SOEC ay hindi mataas, at kakaunti ang mga komersyal na produkto na inilunsad, na nasa yugto ng pananaliksik at pag -unlad. Kung ikukumpara sa mga produktong domestic, ang bilang ng mga produktong inilunsad sa ibang bansa ay medyo malaki.