Energikonvertering ved Solid Oxide Electrolyser Cells

More documents

Recommendations

Info

KAPITEL 3. SOEC-TEKNOLOGI Derudover vil cellerne degradere både i hvile uden strømtilslutning og da vand er korrosivt ved høje temperaturer [Jensen 3, 2008]. Opvarmning af cellen fra stuetemperatur til driftstemperatur slider en del på cellen, og vil føre til øget degradering. Hvis cellen holdes varm ved f.eks. 673 K, og altså opvarmes fra denne temperatur til driftstemperatur, vil degraderingen ikke være lige så stor som for koldstart. Produktion og spild Produktionen af cellen starter med en båndstøbning (tapecasting) af anodesupportlaget. Herefter påsprøjtes den aktive anode og elektrolytten. Efter påsprøjtningen sintres den „halve“ celle ved 1500 ◦ C. Efter brændingen påsprøjtes katoden, hvorefter hele cellen sintres ved 1150 ◦ C. På figur 3.9, ses båndstøbningsprincippet. Efter fremstillingen af cellerne, kan de stakkes. Figur 3.9: Til venstre ses sintringen af cellerne. Til højre ses båndstøbningsprincippet, hvor en lodret, spids plade sørger for, at stoffet fordeles jævnt på båndet og bestemmer tykkelsen af laget [Jensen 3, 2008]. Under fremstillingen af cellerne er der et mindre spild under båndstøbningen på omkring 1 %. Det har ikke været muligt at få informationer om spild ved stakning, da dette er et vigtigt konkurrenceparameter. Der gættes derfor på at spildet under stakningen givetvis er stort, da stakken ikke kan fungere, hvis bare en af cellerne ødelægges. Da stakningen på nuværende tidspunkt er manuel, arbejdes der på at standardisere processen. 26
3.4. ELEKTRISK MODSTAND I CELLEN 3.3.2 Opsummering af afsnit I tabel 3.1 ses en kort opsummering af elektrolyse med SOEC. Tabel 3.1: Opsummering af elektrolyse med SOEC. SOEC med input H2O SOEC med med input H2O og CO2 Elektrolyse Reaktant H2O CO2 + H2O Red. O2− O2− Ox. H2O CO2 + H2O Slutprodukt H2 + O2 CO + H2 + O2 Ladningsbærer O2− O2− Restprodukt O2 O2 Materialer Elektroder Nikkel, keramisk Nikkel, keramisk Elektrolyt Keramisk Keramisk 3.4 Elektrisk modstand i cellen Dette afsnit forklarer den elektriske modstand i en SOEC og hvilken indvirkning modstanden har for SOEC’ens drift, herunder defineres begrebet termoneutral spænding. Det, der får O 2− -ionerne til at søge mod anoden, er spændingsforskellen over elektroderne. Ved tilførsel af elektrisk energi opstår en cellespænding. Det er vigtigt, at cellen opererer ved den korrekte cellespænding og temperatur, da det har betydning for cellens ydeevne. I takt med at temperaturen, som elektrolysen foregår ved, øges, bliver det totale energibehov for processen større. Som det kan ses på figur 3.10, falder behovet på elektrisk energi, mens varmeforbruget i processen stiger. Processen bliver altså mere endoterm som temperaturen stiger. Den faldende elektriske energi, betegnet ∆G, fortæller også, at reaktionen foregår lettere, som temperaturen stiger. Dog er temperaturen afhængig af materialerne, og kan ikke blive uendelig stor, og derfor kan modstanden ikke blive uendelig lille. Det betyder, at den ideele reaktionskinetik ikke kan opnås i praksis. Figur 3.10: Termodynamikken for H2O - og CO2-elektrolyse ved 0,1 MPa [Jensen et al., 2008]. 27
Page 1: Energikonvertering ved Solid Oxide
Page 5: Forord Denne rapport er udarbejdet
Page 8 and 9: - forsat fra foregående side Symbo
Page 10 and 11: INDHOLDSFORTEGNELSE 7 Konklusion 79
Page 12 and 13: eguleres. Der er derfor lagrings- o
Page 14 and 15: KAPITEL 1. INDLEDNING kan indgå i
Page 16 and 17: KAPITEL 1. INDLEDNING mulere flere
Page 19 and 20: Kapitel 3 SOEC-teknologi Som muligh
Page 21 and 22: 3.3. ELEKTROLYSE AF KULDIOXID OG VA
Page 23 and 24: 3.3. ELEKTROLYSE AF KULDIOXID OG VA
Page 25: 3.3. ELEKTROLYSE AF KULDIOXID OG VA
Page 29 and 30: 3.5. TERMODYNAMIK I SOEC Tabel 3.2:
Page 31 and 32: 3.5. TERMODYNAMIK I SOEC Da energio
Page 33 and 34: 3.6. VIRKNINGSGRADER kan distrueres
Page 35 and 36: 3.7. ANVENDELSE AF ELEKTROLYSEPRODU
Page 37 and 38: 3.7. ANVENDELSE AF ELEKTROLYSEPRODU
Page 39 and 40: Kapitel 4 SOEC-anlæg I dette afsni
Page 41 and 42: 4.1. OPBYGNING AF SOEC-ANLÆG Ved (
Page 43 and 44: 4.2. PRODUKTIONSPRIS FOR BRINT Figu
Page 45 and 46: 4.3. BEREGNING AF OPSTARTSTID • D
Page 47 and 48: 4.3. BEREGNING AF OPSTARTSTID Dette
Page 49 and 50: 4.3. BEREGNING AF OPSTARTSTID hvor
Page 51 and 52: 4.3. BEREGNING AF OPSTARTSTID 4.3.1
Page 53 and 54: 4.3. BEREGNING AF OPSTARTSTID Af fi
Page 55 and 56: 4.4. ELEKTRISK ENERGIKONVERTERING T
Page 57 and 58: 4.4. ELEKTRISK ENERGIKONVERTERING i
Page 59 and 60: Kapitel 5 Modellering af SOEC Dette
Page 61 and 62: 5.3. MODEL FOR ELNETTET 5.3 Model f
Page 63 and 64: 5.3. MODEL FOR ELNETTET I den førs
Page 65 and 66: 5.4. MODEL AF SOEC-ANLÆG 5.4.1 Opb
Page 67 and 68: 5.4. MODEL AF SOEC-ANLÆG Figur 5.8
Page 69 and 70: 5.4. MODEL AF SOEC-ANLÆG ved en ma
Page 71 and 72: 5.6. SYSTEMVIRKNINGSGRAD Det ses fr
Page 73 and 74: Kapitel 6 Økonomisk betragtning Ø
Page 75 and 76: 6.2. INDTÆGTER fra 15 ◦C til 400
Page 77 and 78:
6.4. RESULTATDISKUSSION Ud fra form
Page 79 and 80:
Kapitel 7 Konklusion I rapportens i
Page 81 and 82:
Kapitel 8 Perspektivering I 1960’
Page 83:
8.2. PLACERING Tabel 8.1: Fordele o
Page 86 and 87:
Energistyrelsen 1 [2008]. Elprodukt
Page 88 and 89:
LITTERATUR Steele [2000]. Steele, B
Page 90 and 91:
v_stack = 0.0158 m^3 A.1.3 Densitet
Page 92 and 93:
A. APPENDIKS - BEREGNINGER %Effektt
Page 94 and 95:
A.2 Udregninger af ∆H i EES Figur
Page 97 and 98:
B Appendiks - Supplerende materiale
Page 99 and 100:
B.1. SOFC B.1.2 Cellernes reaktion
Page 101 and 102:
B.2. METANOLBRÆNDSELSCELLER B.2 Me
Page 103:
B.3. HÅNDTERING AF STOFFER B.3 Hå
show all

Energikonvertering ved Solid Oxide Electrolyser Cells

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?