Onderzoekers van het Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS) hebben een pulserende huidige strategie voorgesteld om de intermitterendheid van hernieuwbare energie te monitoren, waarmee ze bewijzen dat de vaste oxide elektrolytische cellen (SOEC's) efficiënte koolstof kunnen realiseren dioxide (CO₂ ) elektrolyse onder intermitterende hernieuwbare energie. Hun resultaten zijn gepubliceerd in Carbon Energy .

CO₂ recycling voor efficiënt hergebruik kan de energiecrisis en klimaatverandering helpen verlichten, en speelt dus een cruciale rol bij het bereiken van het doel van "carbon peaking en koolstofneutraliteit". SOEC is een potentieel kandidaat-apparaat voor efficiënte elektrolytische CO₂ brandstofproductie, dankzij de hoge energieomzettingsefficiëntie (ECE), de omkeerbare eigenschappen en de lage kosten.

Het prestatie- en reactiemechanisme van CO₂ . onderzoeken elektrolyse op basis van SOEC's onder hernieuwbare energie, ontwikkelden de onderzoekers van NIMTE een pulserende stroomstrategie, die de praktische periodieke fluctuaties van intermitterende hernieuwbare energiebronnen repliceert.

Onder de gepulseerde stroom variërend van -100 tot -300 mA/cm ² met een totale bedrijfstijd van ongeveer 800 uur, een grootschalige SOEC met platte buis met een actief gebied van 60 cm ² werd toegepast voor de cyclische elektrolyse van CO₂ .

Volgens de onderzoekers nam de celspanning na 100 cycli af met 0,041%/cyclus bij hoge pulserende stroomdichtheid (-300 mA/cm ² ), terwijl 0,034%/cyclus bij lage pulsstroomdichtheid (-100, -200 mA/cm ² ), wat aangeeft dat de theoretische levensduur van SOEC's kan oplopen tot ongeveer 500 cycli.

Bovendien is de totale CO₂ conversieratio met de SOEC's bereikte 52% bij een stroomdichtheid van -300 mA/cm ² , wat dicht bij de theoretische waarde van 54,3% ligt.

Ervan uitgaande dat het gas in SOEC een thermische cyclus heeft, aangezien de warmte-energie voor het verwarmen van het gas kan worden teruggewonnen door warmte-uitwisseling, benadert de berekende ECE 98,2% bij -400 mA/cm ² (1,3 V), wat de efficiëntie en stabiliteit van CO₂ . aantoont elektrolyse met gebruikmaking van SOEC's.

Deze studie belicht de uitstekende prestaties en het industriële potentieel van SOEC's op het gebied van efficiënte elektrochemische energieconversie, koolstofemissiereductie en intermitterende opslag van hernieuwbare energie. + Verder verkennen

Nieuwe strategie zorgt voor efficiënte en stabiele elektrolyse van kooldioxide in elektrolysecel voor vaste oxiden