and electrical energy requirements

and electrical energy requirements by close to 35% [175]. A SOEC
operates similar to the alkaline system in that an oxygen ion
travels through the electrolyte leaving the hydrogen in unreacted
steam stream [127]. The reactions are shown in Eqs. (17)–(19).
Other advantages for high temperature electrolysis with a solid
oxide based electrolyzer include: the use of a solid electrolyte
which, unlike KOH for alkaline systems, is non-corrosive and it
does not experience any liquid and flow distribution problems
[165,174]. Of course the high temperature operation requires the
use of costly materials and fabrication methods in addition to a
heat source [165]. The materials are similar to those being
developed for solid oxide fuel cells (SOFC), yttria stabilized zirconia
(YSZ) electrolyte, nickel containing YSZ anode, and metal doped
lanthanum metal oxides [165,174], and have the same problems
with seals which are being investigated.
High temperature electrolysis efficiency is dependent on the
temperature and the thermal source. The efficiency as a function of
electrical input alone can be very high with efficiencies 85–90%
being reported [127]. However, when the thermal source is
included the efficiencies can drop significantly. For example, SOEC
operating from advanced high temperature nuclear reactors may
be able to achieve up to 60% efficiency. In addition to using
conventional combustion or nuclear energy to produce the high
temperature source, solar energy is under development and may
result in higher efficiencies [173–181].
Combining SOEC with a SOFC for co-generation of hydrogen and
electricity has been proposed [182]. In this hybrid system a SOFC
and SOEC are manifolded into the same stack and fed the same fuel,
such as natural gas. Hydrogen is then produced by the SOEC and
electricity is produced by the SOFC. Proof-of-concept short stacks
have been demonstrated with efficiencies of up to 69% [182].
However, the fuel utilization is still relatively low at approximately
40% and coking is a serious issue in addition to the other challenges
faced by SOEC [182].
3.2.2. Thermochemical water splitting
In thermochemical water splitting, also called thermolysis,
heat alone is used to decompose water to hydrogen and oxygen
[165,183]. It is believed that overall efficiencies of close to 50% are
achievable using these processes [184]. It is well known that
water will decompose at 2500 8C, but materials stable at this
temperature and also sustainable heat sources are not easily
available [165]. Therefore chemical reagents have been proposed
to lower the temperatures. Research in this area was prominent
from the 1960s through the early 1980s. However, essentially all
R&D stopped after the mid-1980s, until recently. There are more
than 300 water splitting cycles referenced in the literature
[9,127,185]. All of the processes have significantly reduced the
operating temperature from 2500 8C, but typically require higher
pressures. Three example cycles are:

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

และความต้องการพลังงานไฟฟ้าโดยปิด 35% [175] SOEC เป็น
ทำงานคล้ายกับระบบด่างในที่มีออกซิเจนไอออน
ผ่านอิเล็กโทรไลออกจากไฮโดรเจนที่ใน unreacted
อบไอน้ำสตรีม [127] ปฏิกิริยาที่จะแสดงใน Eqs (17) – (19) .
ประโยชน์อื่น ๆ สำหรับ electrolysis อุณหภูมิสูงกับของแข็ง
electrolyzer ออกไซด์โดยรวม: การใช้อิเล็กโทรแข็ง
ที่ ซึ่งแตกต่างจากเกาะระบบอัลคาไลน์ จะไม่กัดกร่อนและ
ประสบการณ์ใด ๆ ของเหลว และไหลกระจายปัญหา
[165,174] แน่นอนต้องการอุณหภูมิสูง
ใช้วัสดุราคาแพงและวิธีการประดิษฐ์นอกเป็น
แหล่งความร้อน [165] วัสดุคล้ายกับถูก
พัฒนาเซลล์เชื้อเพลิงออกไซด์ของแข็ง (SOFC), yttria เสถียร zirconia
Doped อิเล็กโทร (YSZ) นิกเกิลมี YSZ แอโนด และโลหะ
แลนทานัมโลหะออกไซด์ [165,174], และมีปัญหาเดียวกัน
กับสัญลักษณ์ที่จะถูกสอบสวน.
ประสิทธิภาพ electrolysis อุณหภูมิสูงจะขึ้นอยู่กับ
แหล่งความร้อนและอุณหภูมิ ประสิทธิภาพเป็นฟังก์ชันของ
ป้อนไฟฟ้าเพียงอย่างเดียวสามารถสูงมาก มีประสิทธิภาพ 85 – 90%
กำลังรายงาน [127] อย่างไรก็ตาม เมื่อมีแหล่งความร้อน
รวมประสิทธิภาพที่สามารถลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ตัวอย่าง SOEC
ทำจากเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์อุณหภูมิสูงขั้นสูงอาจ
สามารถบรรลุการมีประสิทธิภาพ 60% ค่า นอกจากใช้
สันดาปธรรมดาหรือพลังงานนิวเคลียร์ในการผลิตสูง
แหล่งอุณหภูมิ พลังงานแสงอาทิตย์กำลังอยู่ในระหว่างพัฒนาและพฤษภาคม
ผลประสิทธิภาพสูง [173-181] .
รวม SOEC กับ SOFC สำหรับการสร้างร่วมของไฮโดรเจน และ
ไฟฟ้ามีการนำเสนอ [182] ในระบบไฮบริดนี้ SOFC แบบ
และ manifolded ไปไว้ในกองเดียวกัน และเลี้ยงเชื้อเดียวกัน SOEC
เช่นก๊าซธรรมชาติ แล้วมีผลิตไฮโดรเจน โดยการ SOEC และ
SOFC ที่ผลิตไฟฟ้า หลักฐานของแนวคิดสั้นกอง
ได้แสดงให้เห็นว่า มีประสิทธิภาพถึง 69% [182] .
อย่างไรก็ตาม ใช้เชื้อเพลิงเป็นยังค่อนข้างต่ำที่ประมาณ
40% และ coking เป็นปัญหาร้ายแรงนอกจากความท้าทายอื่น ๆ
กับ SOEC [182] .
3.2.2 แบ่งน้ำ thermochemical
ในน้ำ thermochemical แบ่ง เรียกว่า thermolysis,
ความร้อนเพียงอย่างเดียวคือใช้เปื่อยน้ำไฮโดรเจนและออกซิเจน
[165,183] เชื่อกันว่าประสิทธิภาพโดยรวมของใกล้ 50%
ทำได้ใช้กระบวนการเหล่านี้ [184] มันเป็นที่รู้จักที่
น้ำจะเปื่อยที่ 2500 8C แต่วัสดุที่มั่นคงที่นี้
อุณหภูมิ และแหล่งความร้อนที่ยั่งยืนไม่ได้
ว่าง [165] ดังนั้น ที่ได้รับการเสนอชื่อเคมี reagents
เพื่อลดอุณหภูมิในการ งานวิจัยในพื้นที่นี้ได้โดดเด่น
จากปี 1960 ถึงต้นทศวรรษ 1980 อย่างไรก็ตาม เป็นทั้งหมด
R&D หยุดหลังกลางไฟต์ จนเมื่อเร็ว ๆ นี้ มีเพิ่มเติม
กว่า 300 น้ำรอบแยกการอ้างอิงในวรรณคดี
[9,127,185] กระบวนการทั้งหมดได้ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ
อุณหภูมิจาก 2500 8C แต่โดยทั่วไปต้องการสูง
ดัน วงจรตัวอย่างที่สามคือ:

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

และความต้องการพลังงานไฟฟ้าโดยใกล้ถึง 35% [175] SOEC
ดำเนินคล้ายกับระบบอัลคาไลน์ในการที่ไอออนออกซิเจน
เดินทางผ่านอิเล็กโทรออกจากไฮโดรเจนใน unreacted
กระแสไอน้ำ [127] ปฏิกิริยาที่แสดงอยู่ในสมการ (17) - (19)
ข้อได้เปรียบอื่น ๆ สำหรับกระแสไฟฟ้าที่อุณหภูมิสูงด้วยของแข็ง
Electrolyzer ออกไซด์ตามรวมถึงการใช้อิเล็กโทรไลของแข็ง
ซึ่งแตกต่างจากเกาะสำหรับระบบอัลคาไลน์เป็นไม่กัดกร่อนและมัน
ไม่ได้สัมผัสกับของเหลวและการกระจายการไหล ปัญหา
[165174] แน่นอนการทำงานที่อุณหภูมิสูงต้องมี
การใช้วัสดุที่มีราคาแพงและวิธีการผลิตที่นอกเหนือไปจาก
แหล่งความร้อน [165] วัสดุที่มีความคล้ายคลึงกับการ
พัฒนาสำหรับของแข็งเซลล์เชื้อเพลิงออกไซด์ (SOFC) yttria เสถียรภาพเซอร์โคเนีย
(YSZ) อิเล็กโทรนิคเกิลที่มี YSZ ขั้วบวกและโลหะยา
ออกไซด์แลนทานัมโลหะ [165174] และมีปัญหาเดียวกัน
กับแมวน้ำที่มีความเป็น การตรวจสอบ
อุณหภูมิสูงอย่างมีประสิทธิภาพด้วยกระแสไฟฟ้าจะขึ้นอยู่กับ
อุณหภูมิความร้อนและแหล่งที่มา ประสิทธิภาพเป็นหน้าที่ของ
อินพุตไฟฟ้าเพียงอย่างเดียวสามารถจะสูงมากด้วยประสิทธิภาพ 85-90%
มีการรายงาน [127] แต่เมื่อแหล่งความร้อนที่มี
ประสิทธิภาพรวมจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ตัวอย่างเช่น SOEC
ปฏิบัติการจากขั้นสูงที่มีอุณหภูมิสูงเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์อาจ
จะสามารถบรรลุถึงประสิทธิภาพ 60% นอกเหนือจากการใช้
การเผาไหม้ธรรมดาหรือพลังงานนิวเคลียร์ในการผลิตสูง
แหล่งอุณหภูมิพลังงานแสงอาทิตย์อยู่ระหว่างการพัฒนาและอาจ
ส่งผลให้มีประสิทธิภาพที่สูงขึ้น [173-181]
รวม SOEC กับ SOFC เพื่อร่วมรุ่นของไฮโดรเจนและ
ไฟฟ้าได้รับการเสนอ [ 182] ในระบบไฮบริดนี้ SOFC
และ SOEC จะ manifolded เป็นกลุ่มเดียวกันและกินน้ำมันเชื้อเพลิงเดียวกัน
เช่นก๊าซธรรมชาติ ไฮโดรเจนที่ผลิตแล้วโดย SOEC และ
ไฟฟ้าที่ผลิตโดย SOFC กองสั้นหลักฐานของแนวคิด
ที่ได้รับการแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่มีถึง 69% [182]
อย่างไรก็ตามการใช้น้ำมันเชื้อเพลิงที่ยังคงค่อนข้างต่ำที่ประมาณ
40% และ coking เป็นปัญหาร้ายแรงที่นอกเหนือไปจากความท้าทายอื่น ๆ
ต้องเผชิญกับ SOEC [ 182]
3.2.2 แยกน้ำความร้อน
ในการแยกน้ำร้อนและเรียกว่า thermolysis,
ความร้อนเพียงอย่างเดียวจะใช้ในการย่อยสลายน้ำไฮโดรเจนและออกซิเจน
[165183] มันเป็นความเชื่อที่มีประสิทธิภาพโดยรวมของใกล้ถึง 50% เป็น
ทำได้โดยใช้กระบวนการเหล่านี้ [184] มันเป็นที่รู้จักกันดีว่า
น้ำจะสลายตัวที่ 2500 8C แต่วัสดุที่คงที่นี้
อุณหภูมิและแหล่งความร้อนอย่างยั่งยืนไม่ได้ง่าย
ใช้ได้ [165] ดังนั้นสารเคมีได้รับการเสนอ
เพื่อลดอุณหภูมิ วิจัยในพื้นที่นี้ก็ประสบความสำเร็จ
จากปี 1960 ผ่านต้นปี 1980 อย่างไรก็ตามหลักทั้งหมด
R & D หยุดหลังจากกลางปี ​​1980 จนกระทั่งเมื่อเร็ว ๆ มีมากขึ้น
กว่า 300 รอบแยกน้ำที่มีการอ้างอิงในวรรณคดี
[9127185] ทั้งหมดของกระบวนการที่มีการลดลงอย่างมาก
อุณหภูมิในการทำงานจาก 2,500 8C แต่มักจะต้องสูงกว่า
ความดัน ตัวอย่างเช่นสามรอบคือ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

และความต้องการพลังงานไฟฟ้าโดยใกล้ 35% [ 175 ] เป็น soec
ทำงานคล้ายกับระบบด่างในที่มีออกซิเจนไอออน
เดินทางผ่านอิเล็กโทรไลต์จากไฮโดรเจน เข้าสู่กระแสไอน้ำ
[ 127 ] ปฏิกิริยาที่แสดงใน EQS . ( 17 ) - ( 19 ) .
ข้อดีอื่น ๆสำหรับการอุณหภูมิสูงกับออกไซด์ของแข็ง
เล็กทรอไลเซอร์ตามรวมถึง : การใช้สารละลายอิเล็กโทรไลต์แข็ง
ซึ่งซึ่งแตกต่างจากเกาะสำหรับระบบด่าง ไม่กัดกร่อน ไม่พบใด ๆและมัน
ของเหลวและการไหลปัญหา
[ 165174 ] ของหลักสูตรการดำเนินงานอุณหภูมิสูง ต้องใช้วัสดุราคาแพง และ

วิธีการผลิตนอกเหนือไปจากแหล่งความร้อน [ 165 ] วัสดุมีลักษณะที่คล้ายกับถูก
การพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิงแบบออกไซด์ของแข็ง ( แบบ ) , เซอร์โคเนียเสถียร
อิทเทรี( ซึ่ง ) เกลือแร่ นิกเกิล ซึ่งประกอบด้วยแอโนด และโลหะเจือแลนทานัมโลหะออกไซด์ 165174
[ ] , และมีปัญหาเดียวกัน
กับซีลที่ถูกสอบสวน
ประสิทธิภาพกระแสไฟฟ้าอุณหภูมิสูงจะขึ้นอยู่กับ
อุณหภูมิและแหล่งความร้อน ประสิทธิภาพการทำงานของ
ไฟฟ้าใส่คนเดียวสามารถมากสูงด้วยประสิทธิภาพ 85 – 90%
ถูกรายงาน [ 127 ] อย่างไรก็ตามเมื่อแหล่งกำเนิดความร้อน
รวมประสิทธิภาพสามารถลดลงอย่างมาก ตัวอย่างเช่น soec
ปฏิบัติการจากขั้นสูงที่อุณหภูมิสูงเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์อาจ
สามารถบรรลุได้ถึง 60 % และประสิทธิภาพ นอกจากการใช้
การเผาไหม้ปกติหรือพลังงานนิวเคลียร์เพื่อผลิตสูง
อุณหภูมิแหล่งพลังงานแสงอาทิตย์ภายใต้การพัฒนาและอาจส่งผลในประสิทธิภาพสูง 173
[ ]
) 181 .รวม soec กับแบบ CO รุ่นของไฮโดรเจนและ
ไฟฟ้าได้รับการเสนอ [ 182 ] ในระบบไฮบริดแบบนี้
soec เป็น manifolded และในกองเดียวกัน และกินเชื้อเพลิงเดียวกัน
เช่นก๊าซธรรมชาติ ไฮโดรเจนถูกผลิตโดย soec
ไฟฟ้าและผลิตโดยแบบ . หลักฐานการแนวคิดสั้นกอง
ได้รับการพิสูจน์ที่มีประสิทธิภาพได้ถึง 69 % [ 182 ] .
อย่างไรก็ตามเชื้อเพลิงที่ใช้เป็นยังค่อนข้างต่ำที่ประมาณ
40% และถ่านโค้กเป็นปัญหาร้ายแรงในนอกเหนือไปจากอื่น ๆ ความท้าทายที่เผชิญ โดย soec
[ 182 ] .
3.2.2 .
น้ำแตกในน้ำเคมีความร้อนเคมีความร้อนแยกที่เรียกว่า thermolysis
, ความร้อนคนเดียวใช้ย่อยสลายน้ำไฮโดรเจนและออกซิเจน
[ 165183 ] เชื่อกันว่า โดยรวมประสิทธิภาพของใกล้ 50 %
คือการใช้กระบวนการเหล่านี้ [ 184 ] มันเป็นที่รู้จักกันดีว่าน้ำจะเน่า
2500 8C , แต่วัสดุเสถียรที่อุณหภูมินี้
และแหล่งความร้อนอย่างยั่งยืนจะไม่ได้อย่างง่ายดาย
ใช้ได้ [ 165 ] ดังนั้นสารเคมีที่ได้รับการเสนอ
เพื่อลดอุณหภูมิ การวิจัยในพื้นที่นี้โดดเด่น
จากทศวรรษที่ 1960 ผ่าน 1980 ก่อน อย่างไรก็ตาม หลักทั้งหมด
r & D หยุดหลังจากช่วงกลางทศวรรษที่ 1980 จนกระทั่งเมื่อเร็ว ๆ นี้ มีเพิ่มเติม
กว่า 300 น้ำแตกรอบอ้างอิงในวรรณคดี
[ 9127185 ] ทั้งหมดของกระบวนการลด
อุณหภูมิสูงจาก 2500 8C แต่โดยทั่วไปจะต้องมีแรงกดดันสูง

สามตัวอย่างวงจรคือ