Elektrolyseceller med fast oxid letter CO2-elektrolyse under intermitterende vedvarende energienergi

Forskere ved Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) fra det kinesiske videnskabsakademi (CAS) har foreslået en pulserende aktuel strategi til at overvåge intermittensen af ​​vedvarende energi, hvilket beviser, at de faste oxidelektrolytiske celler (SOEC'er) kan realisere effektivt kulstof dioxid (CO₂ ) elektrolyse under intermitterende vedvarende energi. Deres resultater blev offentliggjort i Carbon Energy .

CO₂ genanvendelse til effektiv genbrug kan hjælpe med at afhjælpe energikrisen og klimaforandringerne og spiller således en afgørende rolle i at nå målet om "kulstoftop og kulstofneutralitet." SOEC er en potentiel kandidatenhed til effektiv elektrolytisk CO₂ brændstofproduktion på grund af dens høje energikonverteringseffektivitet (ECE), reversible egenskaber og lave omfattende omkostninger.

At udforske ydeevnen og reaktionsmekanismen for CO₂ elektrolyse baseret på SOEC'er under vedvarende energi, udviklede forskerne ved NIMTE en pulserende strømstrategi, som replikerer de praktiske periodiske udsving af intermitterende vedvarende energienergi.

Under den pulserende strøm i området fra -100 til -300 mA/cm ² med en samlet driftstid på ca. 800 timer, en storskala fladrør SOEC med et aktivt areal på 60 cm ² blev anvendt til den cykliske elektrolyse af CO₂ .

Ifølge forskerne blev cellespændingen efter 100 cyklusser forringet med 0,041 %/cyklus ved høj pulseret strømtæthed (-300 mA/cm ² ), mens 0,034 %/cyklus ved lav pulseret strømtæthed (-100, -200 mA/cm ² ), hvilket indikerer, at den teoretiske levetid for SOEC'er kan nå op til omkring 500 cyklusser.

Hertil kommer den samlede CO₂ konverteringsraten med SOEC'erne nåede 52 % ved strømtætheden på -300 mA/cm ² , hvilket er tæt på den teoretiske værdi på 54,3 %.

Forudsat at gassen i SOEC er termisk cyklus, da varmeenergien til opvarmning af gassen kan genvindes gennem varmeveksling, nærmer den beregnede ECE sig 98,2 % ved -400 mA/cm ² (1,3 V), der beviser effektiviteten og stabiliteten af ​​CO₂ elektrolyse ved hjælp af SOEC'er.

Denne undersøgelse belyser SOEC'ers enestående ydeevne og industrielle potentiale inden for effektiv elektrokemisk energiomdannelse, reduktion af kulstofemissioner og intermitterende lagring af vedvarende energi. + Udforsk yderligere

Ny strategi opnår effektiv og stabil kuldioxidelektrolyse i fastoxidelektrolysecelle