電解水制氫技術在可再生能源發(fā)電領域的應用(編輯修改稿)
2025-08-10 02:54 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 Network（WENET）計劃，對SPE電解池進行了大量的研究。近年來SPE水電解制氫技術成為制氫領域的研究熱點之一。美國在SPE水電解制氫領域處于世界領先水平，其研究主要用于空間技術及海軍核潛艇中的供氧裝置。在90年代美國就已研制出采用的SPE電解池水電解供氧裝置，并已應用在“海浪級”核潛艇上，該裝置其工作壓力約21MPa，由100個小室組成，％以上，電解池體積僅為堿性電解池的幾分之一。日本在WENET計劃支持下，在常壓下，工作溫度80℃，電流密度可達到1A/cm2，％。高溫固體氧化物電解水制氫高溫固體氧化物電解水電解制氫的最早報道是在1982年，德國科學家（）首次成功實現(xiàn)了利用第一代電解質支撐的管式SOEC實現(xiàn)了制氫。此后，西屋電氣公司和日本原子能研究所相繼開展了管式SOEC高溫電解制氫的試驗和研究。西屋電氣公司電解池在1000℃；：管式和平板式，其中管式電解池950℃下最大產(chǎn)氫密度為44Ncm3/cm2h，平板式電解池50℃下最大產(chǎn)氫密度為38Ncm3/cm2h。雖然管式SOEC制備簡單，不存在高溫密封問題，但是由于高溫下材料性能的限制、清潔高效的高溫熱源的缺乏和當時化石燃料的價格低廉等問題，該方法未得到工業(yè)化應用。直到2004年美國愛達荷國家實驗室（INL）和鹽湖城Ceramics陶瓷技術公司利用單體固體氧化物電解池組裝的平板式高溫電解堆，產(chǎn)氫能力超過60NL/h，使SOEC又成為電解水制氫領域的研究熱點。高溫固體氧化物電解水電解制氫與堿性電解和SPE電解水制氫相比，高溫電解降低了電能消耗，較大地提高了系統(tǒng)制氫效率，而且高溫條件下電解，電極動力學性能顯著改善，減少了電解過程的能量損失，較高地提高了電解效率。另外高溫條件下電解，電極可采用非貴金屬催化劑，降低了電解制氫成本，并且SOEC為全陶瓷材料結構避免了材料腐蝕問題。盡管高溫條件使SOEC的系統(tǒng)效率和電解效率都有較大提高，但高溫使電解池關鍵材料的選擇上受到了一定限制，特別是平板式SOEC，高溫對無機密封和雙極板連接板材料要求更加苛刻。其次，盡管從原理上講，SOEC是SOFC反應的逆過程，SOEC與SOFC對材料的基本性能要求相似。但是當電池模式轉換為電解模式
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