Células eletrolíticas de óxido sólido facilitam a eletrólise de CO2 sob energia intermitente de energia renovável
As células eletrolíticas de óxido sólido de tubo plano para eletrólise de CO2. Crédito:NIMTE
Pesquisadores do Instituto Ningbo de Tecnologia e Engenharia de Materiais (NIMTE) da Academia Chinesa de Ciências (CAS) propuseram uma estratégia de corrente pulsada para monitorar a intermitência de energia renovável, provando que as células eletrolíticas de óxido sólido (SOECs) podem realizar carbono eficiente dióxido (CO
2 ) eletrólise sob energia intermitente de energia renovável. Seus resultados foram publicados em
Carbon Energy .
CO
2 a reciclagem para reutilização eficiente pode ajudar a aliviar a crise de energia e as mudanças climáticas, desempenhando assim um papel crucial para atingir a meta de "pico de carbono e neutralidade de carbono". SOEC é um potencial dispositivo candidato para CO eletrolítico eficiente
2 produção de combustível, devido à sua alta eficiência de conversão de energia (ECE), características reversíveis e baixo custo abrangente.
Explorar o mecanismo de desempenho e reação do CO
2 eletrólise baseada em SOECs sob energia de energia renovável, os pesquisadores do NIMTE desenvolveram uma estratégia de corrente pulsada, que replica as flutuações periódicas práticas de energia de energia renovável intermitente.
Sob a corrente pulsada variando de -100 a -300 mA/cm
2
com um tempo total de operação de cerca de 800 h, um SOEC de tubo plano de grande escala com uma área ativa de 60 cm
2
foi aplicado para a eletrólise cíclica de CO
2 .
De acordo com os pesquisadores, após 100 ciclos, a voltagem da célula degradou em 0,041%/ciclo com alta densidade de corrente pulsada (-300 mA/cm
2
), enquanto 0,034%/ciclo com baixa densidade de corrente pulsada (-100, -200 mA/cm
2
), indicando que o tempo de vida teórico dos SOECs pode chegar a cerca de 500 ciclos.
Além disso, o total de CO
2 a taxa de conversão com os SOECs atingiu 52% na densidade atual de -300 mA/cm
2
, que se aproxima do valor teórico de 54,3%.
Supondo que o gás no SOEC seja ciclado termicamente, pois a energia térmica para aquecer o gás pode ser recuperada por meio de troca de calor, o ECE calculado se aproxima de 98,2% a -400 mA/cm
2
(1,3 V), comprovando a eficiência e estabilidade do CO
2 eletrólise empregando SOECs.
Este estudo ilumina o excelente desempenho e o potencial industrial dos SOECs na conversão de energia eletroquímica eficiente, redução de emissão de carbono e armazenamento intermitente de energia renovável.
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