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科學家研制HybridSOEC固態電解槽

时间:2019-05-03 11:29:08 来源:互联网 阅读:0次

氫氣是一種清潔、且儲量豐富的燃料來源,但在成為主流的道路上,它仍面臨著與制備效率等有關的問題。好消息是,韓國蔚山科學技術大學(UNIST)、韓國能源研究所(KIER)、淑明女子大學的研究人員們,已經開發出了一套效力更高的水電解系統。這項技術,基于現有的固體氧化物電解槽(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搜集起来。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。

另外,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。

有关这项研究的详情,已经发表在了近日出版的《纳米能源》( Nano Energy )期刊上。(原标题为:《Hybrid-solid oxide electrolysis cell: A new strategy for efficient hydrogen production》)

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