Kemikere producerer og tester nye elektrolyseceller med fast oxid

Forskere fra Institute of Chemical Engineering ved Ural Federal University og Institute of High-temperature Electrochemistry (Ural Branch of the Russian Academy of Sciences har udviklet nye elektrokemiske celler til elektrolyse af vand i nærvær af kuldioxid. Resultaterne blev offentliggjort i det Journal of Materials Chemistry A .

"En ny elektrolysecelle med fast oxid baseret på højtydende og CO ₂ -tolerante materialer, en protonledende elektrolyt og en oxygenelektrode blev fremstillet og testet med succes, " siger artiklen. "Usædvanlige egenskaber, der førte til øget forbedring, blev observeret for denne celle, når den reducerende atmosfære blev beriget med CO ₂ ."

Forfatterne foreslog også en mulig mekanisme, hvormed denne adfærd kan forklares. Resultaterne af undersøgelsen viser, at cellerne fungerer bedre under "hårde" forhold, med en øget koncentration af CO ₂ .

Hvis der forekommer elektrolyse i nærvær af kuldioxid, nogle af elektronerne bruges til genvinding af stoffet. Så er resultatet af elektrolysen den såkaldte syntesegas, en blanding af brint og kulilte. Syntesegas er noget som et halvfærdigt brændstof. Det kan, for eksempel, yderligere omdannes til flydende kulbrinter. At opnå syntesegas ved vandelektrolyse er en lovende proces, der gør det muligt at slippe af med kuldioxid og producere brændstof. Forskere udvikler nu lignende celler, der kan arbejde fra solenergi, gør processen dobbelt så miljøvenlig.

Formålet med undersøgelsen udført af kemikerne fra UrFU og UB RAS var at vælge den bedste faste elektrolyt til celler. Dette materiale skal give god protonledningsevne og være stabilt i en atmosfære af CO ₂ ved en temperatur på 700 °C. Som et resultat af undersøgelsen, forfatterne opnåede et materiale med højere ledningsevne tilvejebragt af det faktum, at færre protoner sad "fast" ved grænserne af kornene (individuelle krystaller i det polykrystallinske materiale), derved får de endelige celler til at fungere bedre. Stabiliteten var også høj:Efter 10 timers drift, cellerne mistede så lidt som 0,7 procent af effektiviteten. Imidlertid, til industriel brug, denne parameter er endnu ikke blevet forbedret.

I øvrigt, cellerne viste endnu bedre ydeevne under de "hårdere" forhold, da atmosfæren blev yderligere beriget med kuldioxid. Overskuddet af CO ₂ hæmmet nogle uønskede processer, hvilket resulterede i optimal modstand og strømtæthed, det er, bedre celleeffektivitet.