Energikonvertering ved Solid Oxide Electrolyser Cells

3.1 Opbygning af SOEC
KAPITEL 3. SOEC-TEKNOLOGI
Under dette afsnit bliver det beskrevet, hvilke materialer der anvendes til elektrolysecellen, samt
hvilke krav der stilles til materialet under drift. Derudover indgår et underafsnit om levetid og produktion.
Informationerne bygger bl.a. på foredrag af forsker Søren Højgaard Jensen, Risø DTU. [Jensen 3,
2008]
3.2 Elektrolyse
I dette afsnit forklares hvorledes elektrolyseprocessen i SOEC’en foregår, og reaktionsligningerne vil
blive præsenteret. På figur 3.2 ses et forenklet billede af elektrolysen i SOEC’en.
Figur 3.2: Elektrolyse i en SOEC [Hauch, 2007].
Demineraliseret vand tilføres cellen på katodesiden i dampform. I katoden spaltes H2O til H2 og O2− .
O2− ionerne vandrer fra katoden igennem elektrolytten mod anoden. Den totale reaktion i cellen for
H2O-elektrolyse er som følger:
H2O → H2 + 1
2 O2
(3.1)
Hvor forholdet mellem H2 og O2 ses at være 2:1.
Redoxprocesser
En reaktion af denne type kaldes en redoxreaktion, og består af 2 halvreaktioner:
• Oxidationsproces (ox.), produktion af e −
• Reduktionsproces (red.), forbrug af e −
En halvreaktion er en ligevægt, som er defineret ved:
oxidationsmiddel (ox.) + antal elektroner(n ·e − ) ⇋ reduktionsmiddel (red.) (3.2)
hvor n er antallet af elektroner, som udvikler sig mellem oxidations- og reduktionsprocessen. Totalreaktion
ligning 3.1 kan ud fra ligevægtet (ligning 3.2) beskrives ved følgende processer:
20