Energikonvertering ved Solid Oxide Electrolyser Cells

3.3. ELEKTROLYSE AF KULDIOXID OG VAND
Katode:r ed1 → ox1 + n ·e − (ox.)
Anode:ox2 + n ·e − → r ed2 (r ed.)
Total:ox2 + r ed1 → r ed2 + ox1 (tot al)
Totalreaktionen ligning 3.1 består af disse 2 delprocesser ved hhv. katode og anode:
Katode: H2O + 2e − → H2 +O 2− (r ed.)
Anode:O 2− → + 1
2 O2 + 2e − (ox.) (3.3)
Det fremgår af ligningerne, hvilke stoffer der reduceres eller oxideres i delreaktionerne, samt i totalreaktionen.
3.3 Elektrolyse af kuldioxid og vand
Der er indtil nu lagt vægt på elektrolyse med vand som eneste input. Det vil være fordelagtigt, hvis
elektrolyse med input af både vand og kuldioxid kan blive kommercialiseret. Ved denne form for elektrolyse
sker en dannelse af syntesegas (CO og H2), der kan anvendes i videre fremstilling af syntetiske
brændstoffer. Derudover vil anvendelsen af CO2 elektrolyse, være et godt alternativ til CO2-lagring.
Til beskrivelse af elektrolyse ved input af CO2 og H2O, benyttes kilden [Ebbesen og Mogensen, 2007].
Figur 3.3 viser det grundlæggende princip for en CO2/H2O-elektrolyse.
Figur 3.3: Princippet i en CO2/H2O elektrolyse [Ebbesen og Mogensen, 2007].
Totalreaktionen for CO2/H2O elektrolysen er:
Total: H2O +CO2 → CO + H2 +O2
Af totalreaktionen fremgår det, at der under elektrolysen bliver dannet syntesegas og ilt.
Totalrektionens halvreaktioner ved katoden er som følger:
Katode:2 H2O + 4e − → 2 H2 + 2O 2−
og
Katode:2CO2 + 4e − → 2CO + 2O 2−
Det fritkomne O 2− diffunderer gennem membranen, således at det kun er ilt som lukkes ud ved anoden.
Halvreaktionen ved anoden forløber som følger:
Anode:2O 2− → O2 + 4e −
21
(3.4)
(3.5)
(3.6)
(3.7)