고온 고체 산화수 전기 분해 수소 생산 기술

SOEC (고체 산화물 전기 분해 세포)는 고온 고체 산화물 전기 분해 셀의 약어로, 전기 분해 장치는 전기 에너지와 열 에너지를 고온에서 화학 에너지로 변환하는 전기 분해 장치입니다. 정상 온도 수분 전기 분해와 비교하여 SOEC 고온물 전기 분해더 높은 에너지 변환 효율을 제공 할 수 있습니다.

온도 소스와의 SOEC 물 전기 분해에 대한 에너지 수요 변화 : "과학 기술 가이드"

그림에서 볼 수 있듯이 온도가 계속 상승함에 따라 필요한 총 에너지물 전기 분해약간 증가하지만 전기 에너지와 열 에너지에 대한 수요는 크게 변했습니다. 고온에서는 SOEC 물 전기 분해에 대한 전기 에너지에 대한 수요가 점차 감소하고 열 에너지에 대한 수요가 점차 증가합니다. 이는 SOEC 전기 분해 장비가 고온에서 작동하면 고품질 에너지 전기에 대한 수요를 효과적으로 줄이고 저품질 에너지 폐기물 열의 활용률을 향상시킬 수 있음을 의미합니다. 앞으로 재생 가능 에너지 또는 고급 원자력 에너지가 충분히 공급 될 때 SOEC는 대규모 수소 생산을위한 기술 경로 중 하나가 될 수 있습니다.

기술적 원칙으로부터, SOEC는 산소 이온 전도 SOEC 및 양성자 전도 SOEC로 나눌 수있다.

양성자 전도 SOEC 작업 원칙 출처 : Journal of Ceramics

양성자 전도체 SOEC는 전해질에서 양성자를 전도시킨다. 장비가 작동 할 때, 고온 수증기가 양극 측에서 공급됩니다. 물 분자는 양극에서의 산화 반응에 참여하고 전자를 잃은 후 산소와 양성자를 생성합니다. 양성자가 양성자 전도 전해질을 통해 캐소드에 도달 한 후, 감소 반응이 발생하여 음극에서 수소가 발생한다.

산소-이온 전도체 SOEC 출처 : 중국 공학 과학

산소-이온 전도체 SOEC는 전해질에서 산소 이온을 전도시킨다. 양성자 전도체 SOEC와 달리 산소-이온 전도도 SOEC는 음극 (수소 전극)에서 수증기를 공급합니다. 물 분자는 전자를 얻은 후 수소를 생성하고 산소 이온을 이온화합니다. 산소 이온이 전해질을 통해 양극으로 수행 된 후, 산화되어 산소를 형성합니다.

양성자 전도체 SOEC는 기술 요구 사항이 높기 때문에 특히 재료 선택에 많은 장애물이 있기 때문에 현재 개발 진행은 산소 이온 전도체 SOEC보다 훨씬 뒤떨어져 있습니다. 시장에서 SOEC의 상업화 시도는 주로 산소 이온 전도체 SOEC에 중점을 둡니다.

현재 SOEC 전기 분해 장비의 전체 ​​산업화 수준은 높지 않으며, 연구 개발 단계에있는 상업용 제품은 거의 없습니다. 국내 제품과 비교할 때 해외에서 출시 된 제품의 수는 비교적 큽니다.