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韩科学家研制Hybrid-SOEC固态电解槽:制氢效率提升四倍

放大字体  缩小字体 时间:2018-01-11  来源:新能源网  
世纪储能网讯:氢气是一种清洁、且储量丰富的燃料来源,但在成为主流的道路上,它仍面临着与制备效率等有关的问题。好消息是,韩国蔚山科学技术...
氢气是一种清洁、且储量丰富的燃料来源,但在成为主流的道路上,它仍面临着与制备效率等有关的问题。好消息是,韩国蔚山科学技术大学(UNIST)、韩国能源研究所(KIER)、淑明女子大学的研究人员们,已经开发出了一套效率更高的水电解系统。这项技术,基于现有的“固体氧化物电解槽”(SOEC)打造。


团队部分成员,左起为Junyoung Kim、Guntae Kim教授、Ohhun Gwona。

底层原理,依然是通过电流将水分子电解成氢气和氧气并收集起来。不同的是,这套Hybrid-SOEC系统在电极和电解质上加以了改进——都换成了固态的!

与液体电解质系统相比,它拥有多项优势。首先,液体需要定期填充补满;其次,随着时间的推移,液体会侵蚀系统的其它部分。

此外,固态电解装置可以在高温下运行。这意味着新系统更加节能,因为它可以将热量转化为电解所需的能量。


Hybrid-SOEC高效制氢系统的原理图解

研究人员在两套主设计中使用了不同的电解质,其中一个只允许氧离子通过,另一个则只允许氢离子通过。但无论怎样,这种“单行道”都限制了装置可产生氢气的总量。

有鉴于此,他们开发出了全新的Hybrid-SOEC系统,即借助一种混合离子导体、来同时传输负氧离子和带电荷的氢离子(质子),从而充分利用了固态电解槽的所有优点、提升了制氢的效率。

Hybrid-SOEC采用了由层状钙钛矿物制作的混合离子导体和电极,在1.5V的电压和700℃(1292℉)的温度下,每小时可生产1.9升(0.5加仑)的氢气,效率是现有系统的四倍以上。
 
关键词: Hybrid-SOEC

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