公司新闻

如何在电竞菠菜外围app零排放的条件下高效地进

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2022-09-10     浏览次数:    

电竞菠菜外围app能源是整个世界发展和经济增长的最基本动力,是人类赖以生存的基础。近期的俄乌战争不仅让越来越多的人深刻认识到能源的重要性,认识到全球能源转型正处于十字路口,也再次向世界表明了发展新能源的必要性。其中,氢能就是新兴的代表之一。它不仅可以作为实现电力高效脱碳的首选能源载体,还可以作为电、热、气等能源互联互通的媒介,实现跨能源网络的协同优化。同时,作为能源转型的重要组成部分,清洁能源电解水可用于制氢,氢气可作为清洁能源提供电力,以克服太阳能等可持续能源的间歇性和不稳定性。能源和风能。

如何在零排放条件下高效进行发电制氢的可逆反应?科学家们发现,质子陶瓷燃料/电解电池(PCFCs/PCECs)有望在中等温度(400-600°C)下实现化学能和电能之间的高效和零排放可逆转换。它们的关键成分之一是钙钛矿结构的氧化物电解质(例如,BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb.1O3−δ(BZCYYb) 和 BaZr0. 8Y< @0.2O3−δ(BZY))陶瓷机械新闻,其高质子电导率使其温度低于基于氧离子导体的固体氧化物燃料/电解电池 (SOFCs/SOECs),因为其工作的活化能较小。尽管烧结体电解质显示出高质子电导率(例如,在 500 °C 时 >10 mS cm-1)),但电化学电池中的欧姆电阻大于仅从体离子电导率估计的理论值,这种不一致性是由于氧电极与电解液接触不良。其次,氧电极-电解质界面的机械性能较弱,尤其是在高电流密度的 PCEC 操作下,会导致分层和其他形式的降解。

有鉴于此,爱达荷国家实验室丁东团队/麻省理工学院李菊团队设计并论证了一种与最新的陶瓷燃料或电解槽多层加工技术完全兼容的简单酸处理,可以使高温退火的电解液表面焕新提高杂氧化物键合并恢复组件的固有导电性和活性以获得最佳性能。揭示了潜在的机制陶瓷机械新闻,并且现在了解了残余欧姆损耗的“未知来源”。本文提供的科学理解、实用解决方案和对各种接口的适用性将有助于将质子陶瓷电化学电池快速插入可持续能源基础设施,例如用于季节性使用的核热和电力驱动的化学燃料生产能源储存和碳受间歇性太阳能和风能发电严重影响的电网中的二氧化碳捕获和使用。除了陶瓷燃料电池外,界面工程和专门设计的加工技术对于其他电化学材料和设备也至关重要,例如锂离子电池的氧化物阴极、全固态电池和金属-陶瓷界面。相关研究成果发表在最新一期《自然》杂志上,题为“Revitalizing interface in proton Ceramic cells by acid etch”。

电竞菠菜外围app如何在电竞菠菜外围app零排放的条件下高效地进行发电制氢的可逆反应

【界面再生】

如何在电竞菠菜外围app零排放的条件下高效地进行发电制氢的可逆反应

电竞菠菜外围app作者建议用硝酸处理共烧结的氢电极-电解质双层的电解质表面,然后与氧电极键合陶瓷机械新闻,以使高温退火的电解质表面在与氧电极键合之前恢复活力(图. 1a)。具体来说,浓硝酸对电解液表面的腐蚀从晶界和特定晶粒开始,处理后电解液表面粗糙度由0.28 µm增加到0.77 µm,电解液- 氧电极界面接触的机械强度也大大增强。在钇(Y)掺杂质子导体电解质的制备和集成过程中,Y元素的沉淀导致形成Y2O3)等绝缘相。实验结果表明,该方法完全恢复了电化学电池的理论理论,体电导率显着提高了电池性能以及热力学和电化学稳定性。

如何在电竞菠菜外围app零排放的条件下高效地进行发电制氢的可逆反应

图1.再生表面提高氧电极-电解质界面强度

电竞菠菜外围app如何在电竞菠菜外围app零排放的条件下高效地进行发电制氢的可逆反应

如何在电竞菠菜外围app零排放的条件下高效地进行发电制氢的可逆反应

图2.氧电极-电解质界面的反应性烧结改善界面结合

电竞菠菜外围app【性能与机制】

如何在电竞菠菜外围app零排放的条件下高效地进行发电制氢的可逆反应

在电化学性能方面,作者首先在400-650°C的开路电压(OCV)条件下进行了电化学阻抗谱(EIS)测试,燃料电池用于氢电极测试,氧电池用于氧电极测试。图 3. 实验结果表明,单一机制负责降低欧姆电阻 Ro 和极化电阻 Rp,并通过降低它们的指数前因子,而不改变电极反应和质子传导机制(推断活化能不变) 这很可能是因为氧电极和电解质之间的实际接触面积增加了。

如何在电竞菠菜外围app零排放的条件下高效地进行发电制氢的可逆反应

图3.同时降低的欧姆和极化电阻之间的相关性

如何在电竞菠菜外围app零排放的条件下高效地进行发电制氢的可逆反应

降低电池电阻可提高 PCEC 和 PCFC 操作的全电池性能。酸处理后的电池工作温度可低至350℃陶瓷机械新闻陶瓷机械新闻,对于缓解材料间元素扩散、降低连接件成本、匹配其他化学工艺温度范围等具有重要意义。在燃料电池模式下,最大功率密度在 600 °C 时可以达到 1.62 W cm-2。在电解水制氢模式下,在1.4 V和600 ℃下的电解电流密度高达3.9 A cm-2,远远超过其他文献报道的结果。同时,酸处理固态电池在燃料电池模式和水电解模式下的长期稳定性都有很大的提高。

如何在电竞菠菜外围app零排放的条件下高效地进行发电制氢的可逆反应

图4.改进的氧电极-电解质界面提高电化学性能

如何在电竞菠菜外围app零排放的条件下高效地进行发电制氢的可逆反应

【关于作者】

Dong Ding 是爱达荷州国家实验室能源与环境科学与技术局的高级工程师/科学家。他获得了多项著名奖项,包括 2020 年最有前途的亚裔美国工程师 (AAEOY) 和联邦实验室联盟 (FLC) 的杰出技术开发类远西奖。他目前的研究兴趣涉及 INL 的两个主要项目:先进设计和制造 (ADM) 和集成能源系统 (IES),包括天然气升级、高温电解、固体氧化物电池/电堆的先进制造、二氧化碳转化、氨电合成、燃料电池、电催化和电池。

李菊,1994年毕业于中国科学技术大学少年班,获博士学位。科学与工程系和材料科学与工程系联合聘任为正教授。李菊教授是计算材料科学领域的国际知名学者。致力于材料特性的多尺度计算研究,在材料力学行为的原子模拟方面取得了多项重要突破。曾获美国青年科学家最高奖项“青年科学家和工程师总统奖”,美国材料科学学会杰出青年科学家奖。 (MRS) 研究员。

--3D打印白皮书--

如何在电竞菠菜外围app零排放的条件下高效地进行发电制氢的可逆反应

电竞菠菜外围app--帮助测试技术--

返回上一步
打印此页
15232264689
浏览手机站