Language
Country/Area
No result found
От топливных элементов к электролитическим элементам: как технология rSOC меняет правила игры по хранению энергии?
Поскольку глобальный спрос на возобновляемую энергию продолжает расти, технологии хранения энергии сталкиваются с беспрецедентными проблемами. Однако в последние годы технология обратимых твердотельных окислительных ячеек (rSOC) привлекает все больше и больше внимания, поскольку она демонстрирует большой потенциал с точки зрения эффективности и гибкости применения. Эта технология уникальна своей способностью действовать как топливный элемент, так и электролитический элемент, что делает ее революционной для долгосрочного и сезонного хранения энергии.
Основные понятия и структура rSOC
Реверсивные твердотельные окислительные батареи состоят из четырех основных частей: электролита, топливного электрода, кислородного электрода и межсоединителя. Электролит представляет собой твердый слой, который имеет хорошую проводимость ионов кислорода, но не проводит электричество. Топливный электрод и кислородный электрод представляют собой пористые материалы, которые могут способствовать диффузии реагентов внутри них и осуществлять электрохимические реакции.
Когда rSOC работает в режиме SOFC, ионы кислорода будут перетекать от кислородного электрода к топливному электроду, тем самым реализуя реакцию окисления топлива, конечно, в режиме SOEC продукт восстанавливается с образованием топлива, которое можно подавать; назад.
Поляризационная кривая и ее значение
Кривые поляризации являются наиболее распространенным инструментом для оценки характеристик аккумуляторов с обратимым твердотельным окислением и отражают взаимосвязь между плотностью тока и рабочим напряжением аккумулятора. Эта кривая может выявить источники потери производительности rSOC в различных условиях эксплуатации, такие как потери активации, омические потери и потери концентрации. Сумма этих трех потерь образует показатель, называемый перенапряжением.
Интересно, что напряжение холостого хода (OCV) одинаково даже в режимах SOFC и SOEC, пока газовый состав реагентов одинаков.
Разнообразие химических реакций
Ячейки обратимого твердотельного окисления могут обрабатывать множество различных реагентов во время работы, например, конверсию водорода и его форму, а также использование реагентов на основе углерода. Это делает rSOC особенно уникальным среди технологий относительно низкотемпературных аккумуляторов. Например, при использовании водорода и водяного пара для проведения электрохимической реакции прямой реакцией является окисление водорода, а обратной реакцией — восстановление воды.
В режиме SOFC в результате реакции окисления водорода образуется вода и электроны, в режиме SOEC вода восстанавливается обратно до водорода;
Новая эра хранения энергии
Поскольку rSOC может эффективно работать при высоких температурах, он имеет больше преимуществ по сравнению с традиционными технологиями, такими как гидроаккумулирование и хранение энергии на сжатом воздухе при сезонном хранении энергии. Эти технологии зачастую ограничены географически, а литий-ионные аккумуляторы имеют ограниченные возможности разрядки. Появление технологии хранения водорода обеспечивает возможность длительного хранения, ведь полученный водород можно сжимать и хранить в течение нескольких месяцев.
rSOC не только повышает эффективность, но также позволяет выполнять процессы зарядки и разрядки на одном устройстве, что более экономически целесообразно.
Вывод: будущее, которого стоит ждать
С бурным развитием возобновляемых источников энергии зрелость и применение технологии rSOC станут важной частью будущей энергетической отрасли. Это зависит не только от постоянных технологических инноваций, но также требует совместных усилий потребителей и промышленности. Сможем ли мы в будущем в полной мере использовать эту технологию для содействия процессу глобального устойчивого развития, одновременно балансируя спрос и предложение энергии?
