杂交固体电解槽系统 - 一种高效氢气生产的新策略

时间：2021-07-13 19:52:02 来源：

从左边是Junyoung Kim，Guntae Kim教授，以及在Unist的能源和化学工程学院的ohhun Gwona。

隶属于Unist的联合研究团队引入了氢气生产中具有最高报告的电化学性能的混合固体电解槽（Hybrid-Soec）系统。拟议的系统引起了许多关注，作为具有成本效益和高效的氢生产的新有希望的选择，因为与其他水电解系统相比，它表现出优异的性能。

这一突破由Guntae Kim教授在与韩国能源研究所（Kier）教授和吉义妇女大学Jeeyoung Shin教授合作的Unite的能源和化学工程学院领导。

固体氧化物电解槽单元（SOEC）由两个电极和全部固态的电解质组成。它们强烈希望作为氢生产的新候选人，因为它们需要不需要补充丢失的电解质，同时消除腐蚀问题。此外，SOECS还在相对较高的温度（700-1000℃）下运°行，有助于提供降低的电能消耗。

Kim教授和他的研究团队一直在寻求使用SOEC提高氢生产能效的方法。在研究中，研究团队证明了基于混合离子导电电解质的杂交-SOEC的新概念，允许在氢气和空气电极处发生水电解。

现有的SOEC电解质允许将氢或氧离子中的一种仅传送到另一个电极。对于运输氧离子的SOEC电解质等案例，在阳极处发生水电解，这导致氢的产生。相反，转运氢离子的SOEC电解质导致阴极发生水电解，这导致氧的产生。这里，氢气通过电解质到阳极。

从理论上讲，使用输送氢和氧离子的电解质，允许在细胞的两侧产生两个电解产物，氢气和氧。这可以大大提高氢生产率。在研究中，研究团队注意了对电解质性质的控制。

在这项研究中，Kim教授和他的研究团队报告了基于混合离子导体探索SOEC的新发现，其可以同时运输氧离子和质子，其表示为Hybrid-Soec。

与文献中报道的其他SOEC和代表性水电解装置相比，所提出的系统要求较少的氢生产电量，同时表现出具有稳定性的出色的电化学性能。此外，杂交SOEC在连续运行60多小时的时间内表现出可观察到的降解，这意味着氢气产生的鲁棒系统。

SOEC的经济影响，由2016年9月，Guntae Kim教授开发。

“通过控制氢离子导电电解质的驱动环境，可以实现两个离子传导电解质的”混合离子导电电解质“，其中可以实现两离子通道的”混合离子导电电解质“，”学习第一作者的能量和化学工程博士学位博士·金·金。“在杂交 - SOEC中，首先引入这种电解质的情况下，两个电极发生水电解，这导致总氢气产生显着增加。”

使用具有优异电化学性质的层状钙钛矿作为杂交 - SOEC的电极。通过在混合离子传导电解质上添加优异的电极材料，导致电化学性能提高。结果，在700℃下，在1.5V的电池电压下每小时产生的相应产率为1.9L。这是°氢生产效率比现有的高效水电解细胞高的四倍。

出版物：Junyoung Kima等，“杂化 - 固体氧化物电解槽：高效氢生产的新策略，“2017年纳米能量; DOI：10.1016 / J.Nanoen.2017.11.074

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