I ricercatori del Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) dell'Accademia cinese delle scienze (CAS) hanno proposto una strategia a corrente pulsata per monitorare l'intermittenza delle energie rinnovabili, dimostrando che le celle elettrolitiche a ossido solido (SOEC) possono realizzare emissioni di carbonio efficienti biossido (CO₂ ) elettrolisi con energia rinnovabile intermittente. I loro risultati sono stati pubblicati su Carbon Energy .

CO₂ il riciclaggio per un riutilizzo efficiente può aiutare ad alleviare la crisi energetica e il cambiamento climatico, svolgendo quindi un ruolo cruciale nel raggiungimento dell'obiettivo di "carbon peaking e carbon neutrality". SOEC è un potenziale dispositivo candidato per un'efficiente CO₂ elettrolitica produzione di carburante, grazie all'elevata efficienza di conversione energetica (ECE), alle caratteristiche reversibili e al basso costo complessivo.

Per esplorare le prestazioni e il meccanismo di reazione di CO₂ elettrolisi basata su SOEC con energia rinnovabile, i ricercatori del NIMTE hanno sviluppato una strategia a corrente pulsata, che replica le fluttuazioni periodiche pratiche dell'energia rinnovabile intermittente.

Sotto la corrente pulsata che va da -100 a -300 mA/cm ² con un tempo di funzionamento totale di circa 800 h, un SOEC a tubo piatto di grandi dimensioni con un'area attiva di 60 cm ² è stato applicato per l'elettrolisi ciclica di CO₂ .

Secondo i ricercatori, dopo 100 cicli, la tensione della cella si è degradata dello 0,041%/ciclo con un'elevata densità di corrente pulsata (-300 mA/cm ² ), mentre 0,034%/ciclo su bassa densità di corrente pulsata (-100, -200 mA/cm ² ), indicando che la vita teorica dei SOEC può raggiungere fino a circa 500 cicli.

Inoltre, il totale di CO₂ il tasso di conversione con le SOEC ha raggiunto il 52% alla densità di corrente di -300 mA/cm ² , che si avvicina al valore teorico del 54,3%.

Supponendo che il gas in SOEC sia sottoposto a ciclo termico, poiché l'energia termica per riscaldare il gas può essere recuperata attraverso lo scambio di calore, l'ECE calcolata si avvicina al 98,2% a -400 mA/cm ² (1,3 V), dimostrando l'efficienza e la stabilità di CO₂ elettrolisi mediante SOEC.

Questo studio mette in luce le eccezionali prestazioni e il potenziale industriale dei SOEC nella conversione efficiente dell'energia elettrochimica, nella riduzione delle emissioni di carbonio e nell'immagazzinamento intermittente di energia rinnovabile. + Esplora ulteriormente

La nuova strategia consente di ottenere un'elettrolisi dell'anidride carbonica efficiente e stabile nella cella di elettrolisi dell'ossido solido