Tổng quan

Một thành phần thiết yếu của khuôn khổ năng lượng bền vững là khả năng lưu trữ năng lượng bằng phương pháp hóa học. Mặc dù hydro là một khả năng, nhưng vẫn còn một số vấn đề cần xem xét để biến nó thành một lựa chọn khả thi. Việc sản xuất carbon monoxide (CO) hoặc khí tổng hợp (syngas), một sự kết hợp của CO và H2 _, bằng phương pháp điện hóa từ CO2 _và H2O _là một giải pháp thay thế cho hydro. Carbon monoxide đóng vai trò là tiền chất hóa học quan trọng cho một số quy trình công nghiệp, bao gồm cả phản ứng hóa học Fischer-Tropsch, có thể cho phép chuyển đổi hiệu quả ánh sáng mặt trời thành nhiên liệu lỏng. Từ khí tổng hợp, việc tạo ra nhiên liệu hydrocarbon có tiềm năng tạo ra các sản phẩm trung hòa carbon có thể được sử dụng trong cơ sở hạ tầng giao thông hiện có với những thay đổi tối thiểu. Việc khử CO2 bằng phương pháp điện hóa _bị cản trở bởi các vấn đề về hiệu suất năng lượng thấp do hạn chế về động học. Về mặt kinh tế, tình trạng thiếu hiệu quả có thể ít nghiêm trọng hơn khi các nguồn điện thay thế như gió và mặt trời được đưa vào sử dụng. Các nguồn điện này có xu hướng biến động cao và đòi hỏi công nghệ cân bằng tải dưới dạng lưu trữ hoặc chuyển đổi năng lượng để hiện thực hóa hoàn toàn giá trị kinh tế của chúng. Do đó, việc tạo ra các sản phẩm hydrocarbon từ CO ₂ cung cấp một phương tiện để tăng cường khả năng cân bằng tải cho các hệ thống năng lượng mới nổi.

Vận hành pin điện hóa ở nhiệt độ cao giúp cải thiện hiệu suất pin vì hầu hết các bước xúc tác hoặc điện hóa liên quan đều được hoạt hóa bằng nhiệt. Đồng thời, áp suất cao cũng làm tăng động học của các phản ứng điện xúc tác, nhờ độ hòa tan cao hơn và sự khuếch tán tốt hơn của các phân tử khí phản ứng trên các vị trí hoạt động.

Bình điện phân áp suất cao của Parr cung cấp nền tảng phần cứng độc đáo và đáng tin cậy với nhiều tùy chọn để nghiên cứu các trường dòng chảy, chất xúc tác, màng, bộ phân phối dòng điện và điều kiện quy trình khác nhau.

Các tính năng bao gồm:

• Buồng điện phân có nhiệt độ làm việc tối đa là 200 °C và áp suất làm việc tối đa là 10 MPa (1450 psi).
• Được thiết kế để lắp ráp và lắp ráp lại nhanh chóng với chức năng lắp đặt thả vào được hướng dẫn bằng chốt căn chỉnh.
• Được chế tạo bằng thép không gỉ 316 và tấm dòng chảy cực âm titan mang lại độ dẫn điện cao và khả năng chống ăn mòn được cải thiện. Có sẵn các vật liệu chế tạo khác.
• Thiết kế phẳng tròn cải thiện độ ổn định cơ học tổng thể, thúc đẩy việc sử dụng vật liệu hiệu quả và dễ dàng chế tạo tự động.
• Được thiết kế để lắp bộ gia nhiệt hộp mực và cặp nhiệt điện để đo và kiểm soát nhiệt độ.

Mô tả chi tiết

Buồng điện phân bao gồm vỏ, phớt, tấm trường dòng anot và catot và cụm điện cực màng (MEA). Vỏ anot và catot được làm bằng thép không gỉ và có chức năng cung cấp chất lỏng và khí cho anot và catot tương ứng. Thép không gỉ được chọn vì tính trơ về mặt hóa học đối với cả nguồn cấp anot và catot. Tấm trường dòng catot bền với axit và tấm trường dòng anot bằng thép không gỉ bền với bazơ kẹp giữa MEA. Tấm trường dòng anot (thép không gỉ 316) và catot (Titanium cấp 2) (diện tích hoạt động = 13 cm2 ⁾ chứa các kênh xoắn ốc rộng 0,75 mm và sâu 0,65 mm với bước 1,3 mm. Thép không gỉ và titan được chọn cho tấm trường dòng anot và catot tương ứng vì tính ổn định hóa học vốn có của chúng trong điều kiện kiềm và axit, và không hoạt động đối với phản ứng giải phóng oxy (OER) và phản ứng khử CO2 ₍ CO2 _RR ). Toàn bộ cụm lắp ráp được kẹp giữa hai vỏ thép không gỉ được cố định bằng 8 bu lông có đường kính 6,35 mm.