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团队部分成员,左起为Junyoung Kim、Guntae Kim教授、Ohhun Gwona。
底层原理,依然是通过电流将水分子电解成氢气和氧气并收集起来。不同的是,这套Hybrid-SOEC系统在电极和电解质上加以了改进——都换成了固态的!
与液体电解质系统相比,它拥有多项优势。首先,液体需要定期填充补满;其次,随着时间的推移,液体会侵蚀系统的其它部分。
此外,固态电解装置可以在高温下运行。这意味着新系统更加节能,因为它可以将热量转化为电解所需的能量。
Hybrid-SOEC高效制氢系统的原理图解
研究人员在两套主设计中使用了不同的电解质,其中一个只允许氧离子通过,另一个则只允许氢离子通过。但无论怎样,这种“单行道”都限制了装置可产生氢气的总量。
有鉴于此,他们开发出了全新的Hybrid-SOEC系统,即借助一种混合离子导体、来同时传输负氧离子和带电荷的氢离子(质子),从而充分利用了固态电解槽的所有优点、提升了制氢的效率。
Hybrid-SOEC采用了由层状钙钛矿物制作的混合离子导体和电极,在1.5V的电压和700℃(1292℉)的温度下,每小时可生产1.9升(0.5加仑)的氢气,效率是现有系统的四倍以上。
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