Energikonvertering ved Solid Oxide Electrolyser Cells

KAPITEL 3. SOEC-TEKNOLOGI
ventes, at kommercielle celler vil have et aktivt areal, der er mellem 10x10 cm - 12x12 cm, da dette på
nuværende tidspunkt anses som den idelle aktive størrelse [Jensen 3, 2008]. Det skyldes, at der er en
fejlmargin i materialerne, som gør, at jo større cellerne er, jo større risiko er der for, at der kan opstå
pinholes. Pinholes betyder, at der fremkommer et hul i materialet under fabrikation, hvorved reaktanter
i reaktionerne frit kan diffundere igennem cellen.
På den anden side må cellernes aktive areal ikke være for lille, da det hæmmer reaktantgassernes
udbredelse over cellerne. Dette vil resultere i mindre omsætning af gasserne pga. starvation. Starvationen
vil opstå, da gasserne ikke kan distribueres lige til alle cellerne i en stak [Jensen 3, 2008].
Levetid
Flere parametre har indvirkning på cellernes levetid. I beregninger, som kommer i afsnit 4.2, er der
estimeret en levetid på 10 år, når cellen er i drift halvdelen af tiden. Dette er endnu ikke opnået med
den teknologi, der er tilrådighed. Der arbejdes på at finde materialer, som giver en længere levetid.
Levetid er et vigtigt konkurrenceparameter for at elektrolyseteknologien kan blive kommercialliseret.
På forsøgscellerne er der set en membran/elektrolyt-degraderingsrate på 0,5 V pr. år, dvs. spændingen
skal øges med 0,5 V pr. år til at holde samme virkningsgrad. Degraderingsraten er målt på en
elektrolysecelle ved en temperatur på 950 ◦ C, -1,0 A/cm 2 og en gasblanding på 90% H2O og 10% CO2
[Jensen et al., 2008]. Grafen for et lignende resultat fremgår af figur 3.7.
Figur 3.7: Cellespænding målt under elektrolyse test ved -0,25 A/cm 2 . Gasblandingen er angivet med
procenter under hver kurve [Jensen 3, 2008].
Spændingen skal altså stige med 0,5 V pr. år for at opretholde cellens drift. Til sammenligning er det
0,02 V pr. år for en SOFC. En SOEC kan ikke opnå samme lave degraderingsrate, da der vil være en
større påvirkning på cellens materialer. Påvikningen skyldes højere spændingspotentiale og strømtæthed.
Kriterie for om cellen kan opretholdes i drift afgøres af følgende formel:
10% < Ust ar t −UEndO f Li f e
Ust ar t
24
(3.8)