41 ЕНЕРГИЯ 1'2022 енергия Р Е К Л А М А са водороден електрод (катод) - от итриев циркониев диоксид легиран с никел, кислороден електрод (анод) - от лантан - стронциев манганат, твърд оксиден електролит - от плътен йонен проводник, съставен от циркониев диоксид, легиран с итрий. Цирконийът се използва поради своята висока якост, висока точка на топене-приблизително 2700°C и отлична устойчивост на корозия. Общата функция на електролизатора е да разделя водата (във вид на пара) на чисти водород и кислород. Пара се подава към порестия катод. Когато се приложи напрежение, парата се премества къмграницата катод-електролит, и се редуцира до образуване чист водород и кислородни йони. След това водородният газ отново дифундира нагоре през катода и се събира на повърхността му като водородно гориво, докато кислородните йони преминават през плътния електролит. Електролитъттрябва да е достатъчно плътен, така че парата и газообразният водород да не могат да дифундират и да водят до рекомбинация на водород и кислород. На границата между електролита и анода кислородните йони се окисляват, образувайки чист кислороден газ, който се събира на повърх70%, висока относителна мощност, ниски разходи за поддръжка и надеждна работа, дълъг експлоатационен срок, екологичност - без отделяне на вредни химически вещества, а само на вода и електричество. За получаването на един килограм водород с PEM - електролиза, са необходими 10 литра деминерализирана вода и средно 50kWh електроенергия, в зависимостотефективността на електролизатора и начина му на работа. Високотемпературна електролиза Твърдооксидният електролизатор - Solid oxide electrolyzer cell - SOEC, е горивна клетка работеща в регенеративен (обърнат) режим за постигане на електролиза на вода - анодът от режим на генериране на енергия (режим на горивна клетка) се превръща в катод за режим на производство на водород (обратна горивна клетка), и обратно. За целта се използва твърд оксиден или керамичен електролит. SOEC работи при температури на високотемпературна електролиза, обикновено от 500 до 850°C. Тези работни температури са подобни на тези в твърдооксидните горивни клетки-Solid oxide fuel cell-SOFC. Чистата реакция извършваща се в електролизатора води до получаването на водород и кислород. Електролизата на вода при 25°C, изисква 285, 83kJ топлинна енергия на един мол, като реакцията става все поендотермична с повишаване на температурата. Потребността от енергия обаче може да бъде намалена поради омичното нагряване на електролизната клетка, която може да се използва в процеса на разделяне на водата при високи температури. Оказва се възможно и добавяне натоплина от геотермални източници и „concentrating solar thermal collectors“ - концентриращи слънчеви топлинни колектори. Те концентрират слънчевата светлина с огледала или лещи, до температура от 300°C. Елементите на твърдооксидния електролизатор
RkJQdWJsaXNoZXIy MTEyMTYwMw==