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燃料电池技术团队高温电解海水制氢研究取得进展

近日,课题组基于前期开发多年的扁管型固体氧化物燃料电池尝试了在高温下进行海水电解制氢研究。在未使用任何贵金属催化剂的情况下,获得了最高72.47%的能量转化效率。在200mA/cm-2的电流密度下进行了420h的长期恒流电解,长期实验后电池的内部结构、成分和性能均未发生明显变化,电解电压亦远低于室温电解槽。

直接使用从宁波市近海取回的海水,采用鼓泡法,以氢气为载气携带海水挥发物,通入固体氧化物电解池在750℃下进行电解。该方法由于先将海水加热蒸发,海水中的绝大部分杂质不与电解槽接触,因而难以对电解槽造成破坏。由于高温下更好的热力学和动力学条件,高温电解过程的电压(约1.30V)远低于常温电解槽(2.0V左右)。即便将加热蒸发海水及加热升温所有原料的热量均考虑在内,且不考虑高温尾气的利用,该方法的能量转化效率亦可高达72.47%,高温海水电解技术具有良好的应用前景。

该工作以“Efficiency and stability of hydrogen production from seawater using solid oxide electrolysis cells, Applied Energy 300 (2021) 117439”为题发表在国际能源工程领域知名期刊Applied Energy上。上海大学课题生刘曌为本文第一作者,新能源技术研究所氢能实验室(筹)官万兵研究员和陈亮研究员为本文通讯作者。本工作得到国家自然科学基金(U20A20251)、中国科学院“0~1”创新项目(ZOBDS-LY-JSC021)、浙江省重点研发项目(2021C0101)、宁波科技创新2025重大专项(2019B10046、2020Z107)支持。