SOEC千瓦级电解堆研发成功并顺利运行

SOEC千瓦级电解堆研发成功并顺利运行 ——基于SOC的高效P2X技术：H2O→H2、CO2→CO

将可再生能源高效地转化为适合运输的化学品和燃料是重要的电力储能技术，其中基于SOEC技术开展H₂O或CO₂电解(即 Power-to-X，P2X)是重要的解决方案。近年来，中科院宁波材料所燃料电池技术团队利用开发的平管型结构电池，聚焦P2X技术研究，实现了超过2000h的大面积电解池CO₂电解稳定运行、并揭示了长期稳定电解CO2电池性能的衰减机理(Applied Energy, 259, 1141301, 2020)，率先开展了超过500h的海水稳定电解、初步探明了海水电解电池性能变化规律与作用机制(Applied Energy, 300, 117439, 2021)。

  近期，在上述应用基础研究基础上，中科院宁波材料所孵化的H2-Bank科技有限公司开发了使用CO₂与H₂O电解的高效率电解堆，如下图1所示。利用该电解堆开展了电解研究，结果显示：(1)当燃料极通入20% H₂+40% H₂O蒸气+40% CO₂的气体，电解堆功率≥1.5kW，电解电流密度≥300mA/cm²@(单体电池≤1.3V)，图2a所示；(2)当燃料极通入H₂O蒸汽时，在20A~30A为电流限值下往复充电、变参数运行，电解堆功率≥1.5kW(图2b所示)，并可稳定运行。该电堆已经在某央企开展了现场实地示范运行，并初步验证了电解合成燃料的可行性。

图1 1kW-5kW电解堆实物图

图2 a)电解(CO₂/H₂O)、b)电解H₂O结果