Исследователи из Института технологии и инженерии материалов Нинбо (NIMTE) Китайской академии наук (CAS) предложили стратегию импульсного тока для мониторинга прерывистости возобновляемой энергии, доказав, что твердооксидные электролитические элементы (SOEC) могут реализовать эффективную углеродную энергию. электролиз диоксида (CO 2 ) при прерывистой возобновляемой энергии. Их результаты были опубликованы в Carbon Energy.
Утилизация CO 2 для эффективного повторного использования может помочь смягчить энергетический кризис и изменение климата, таким образом, играя решающую роль в достижении цели «углеродного пика и углеродной нейтральности». SOEC является потенциальным устройством для эффективного производства электролитического топлива CO 2 благодаря его высокой эффективности преобразования энергии (ECE), обратимым характеристикам и низкой совокупной стоимости.
Чтобы изучить производительность и механизм реакции электролиза CO 2 на основе SOEC при использовании возобновляемых источников энергии, исследователи из NIMTE разработали стратегию импульсного тока, которая воспроизводит практические периодические колебания прерывистой энергии возобновляемых источников энергии.
При импульсном токе от -100 до -300 мА/см 2 с общей наработкой около 800 ч для циклического электролиза СО 2 применен крупногабаритный плоскотрубный СОЭ с активной площадью 60 см 2 . .
По данным исследователей, после 100 циклов напряжение ячейки снижалось на 0,041%/цикл при высокой плотности импульсного тока (-300 мА/см 2 ), и на 0,034%/цикл при низкой плотности импульсного тока (-100, -200 мА /см2). см 2 ), что свидетельствует о том, что теоретический срок службы СОЭП может достигать примерно 500 циклов.
Кроме того, общая скорость конверсии СО 2 на СОЭ достигла 52 % при плотности тока -300 мА/см 2 , что близко к теоретическому значению 54,3 %.
Предполагая, что газ в SOEC подвергается термическому циклу, поскольку тепловая энергия для нагрева газа может быть рекуперирована посредством теплообмена, расчетный ECE приближается к 98,2% при -400 мА/см 2 (1,3 В), доказывая эффективность и стабильность CO. 2 электролиз с использованием SOEC.
Это исследование освещает выдающуюся производительность и промышленный потенциал SOEC в области эффективного электрохимического преобразования энергии, сокращения выбросов углерода и прерывистого хранения возобновляемой энергии.
