Degradation behavior of galvanostatic and galvanodynamic cells for hydrogen production from high temperature electrolysis of water

电解质 制氢 过电位 材料科学 电解 降级(电信) 电解槽 高温电解 可再生能源 电解水 电化学 储能 化学工程 电极 化学 热力学 电气工程 物理 工程类 物理化学 功率(物理) 有机化学
作者
Cameron Priest,Nicholas Kane,Qian Zhang,Joshua Gomez,Jeremy Hartvigsen,Lu‐Cun Wang,Dong Ding,Micah Casteel,Gang Wu
出处
期刊:International Journal of Hydrogen Energy [Elsevier BV]
卷期号:86: 374-381 被引量:2
标识
DOI:10.1016/j.ijhydene.2024.08.019
摘要

High temperature electrolysis of water using solid oxide electrochemical cells (SOEC) is a promising technology for hydrogen production with high energy efficiency and may promote decarbonization when coupled with renewable energy sources and excess heat from nuclear reactors. Apart from the technoeconomic considerations, commercial deployment of this technology critically depends on the long-term performance and durability of SOEC cells/stacks, especially under dynamic operations to withstand the intermittency of renewable energy. Herein, SOEC operation was conducted under galvanodynamic conditions and compared with galvanostatic cells to examine the effect on degradation behavior at an average current density of −0.75 A cm−2 at 750 °C. While dynamic operation shows no significant impact on the overall degradation rates compared to constant current operation, minor performance improvement was observed at potentials above 1.5 V when switched to galvanodynamic mode. The relatively lower overpotential during dynamic operation could not be explained by the negligible changes in the electrochemical impedance or cell temperature. Multiphysics modeling reveals that the oxygen partial pressure (PO2) in the electrolyte oscillates with the alternating current density under dynamic operations. The minor improvement in cell performance under dynamic mode might be associated with the relatively lower PO2 buildup as compared with that under galvanostatic operation. In addition, dynamic operation at high frequencies could effectively lower the extreme PO2 in the electrolyte, thus relieving stresses in the cells and alleviating cell degradation.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
cepha完成签到 ,获得积分10
1秒前
科研通AI2S应助王多肉采纳,获得10
7秒前
7秒前
luckyhan完成签到 ,获得积分10
9秒前
CJW完成签到 ,获得积分10
12秒前
张zhang完成签到 ,获得积分10
16秒前
梁瘦瘦完成签到,获得积分10
19秒前
清水完成签到 ,获得积分10
21秒前
你的笑慌乱了我的骄傲完成签到 ,获得积分10
22秒前
fokuf完成签到 ,获得积分10
26秒前
marc107完成签到,获得积分10
27秒前
guoxihan完成签到,获得积分10
31秒前
sxl完成签到,获得积分10
39秒前
xliiii完成签到,获得积分10
42秒前
容易66完成签到 ,获得积分10
45秒前
kaige88完成签到,获得积分10
49秒前
ran完成签到 ,获得积分10
54秒前
BioRick完成签到,获得积分10
56秒前
胡33完成签到,获得积分10
57秒前
猪猪hero应助BioRick采纳,获得10
1分钟前
小屁孩完成签到,获得积分0
1分钟前
勤奋的猫咪完成签到 ,获得积分10
1分钟前
流萤完成签到 ,获得积分10
1分钟前
陈一完成签到,获得积分10
1分钟前
grace完成签到 ,获得积分10
1分钟前
无极微光应助科研通管家采纳,获得20
1分钟前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
优雅的千雁完成签到,获得积分0
1分钟前
1分钟前
原子超人完成签到,获得积分10
1分钟前
Soars应助海不扬波采纳,获得30
1分钟前
shouz完成签到,获得积分10
1分钟前
Thunnus001完成签到 ,获得积分10
1分钟前
wakawaka完成签到 ,获得积分10
1分钟前
huyuan完成签到,获得积分10
1分钟前
lyb完成签到 ,获得积分10
1分钟前
ken131完成签到 ,获得积分0
1分钟前
2分钟前
飞龙在天完成签到,获得积分0
2分钟前
LYB完成签到,获得积分10
2分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
On the Dragon Seas, a sailor's adventures in the far east 500
Yangtze Reminiscences. Some Notes And Recollections Of Service With The China Navigation Company Ltd., 1925-1939 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6353178
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8168047
关于积分的说明 17191451
捐赠科研通 5409215
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2863646
邀请新用户注册赠送积分活动 1840978
关于科研通互助平台的介绍 1689834