Electrochemical Reduction of H<sub>2</sub>O and CO<sub>2</sub> Using Anode Supported SDC Cells
Notice bibliographique
Résumé
Solid oxide electrolysis cells (SOECs) have emerged as an attractive approach for electrochemical reduction of CO2 and/or H2O to high energy molecules, such as CO and/or H2, and demonstrated high faradic efficiency (good selectivity), high energy efficiency (low cell voltage), and high operating current density (high productivity). Conventionally SOECs based on YSZ as electrolyte material operate approximately 800oC in order to achieve a practical cell performance and to mitigate carbon deposition. However, high operating temperature leads to high cost and fast degradation of the SOEC system. Meanwhile, it becomes impossible to produce chemical fuels, such as methane, from the co-electrolysis of CO2 and H2O through in situ methanation. In this contribution, we studied electrochemical reduction of H2O and CO2 at reduced temperatures using anode supported SDC cells, with Ni-SDC anode and SSC cathode of effective area of 2 cm2, and the SDC electrolyte about 10-15 um in thickness. We found that the SDC cell performance (Cell#1) under electrochemical reduction of H2O reaches 0.5 A/cm2 at 1.15 V at 500oC with inlet gas composition of 50% H2O + 50% H2, at a flow rate of 100 ml/min/cm2. We repeated electrochemical reduction of H2O test using another SDC cell (Cell#2), and also conducted electrochemical reduction of CO2 at reduced temperatures. It was noticed that the cell performance under electrochemical reduction of H2O showed slightly better than, but quite similar to, that under CO2 reduction. The SDC cell (Cell#2) performance under electrochemical reduction of CO2 showed 0.5 A/cm2 at 1.17 V at 500oC with inlet gas composition of 80% CO2 + 20% H2, at a flow rate of 10 ml/min. This cell also showed no degradation during a short term (72hr) stability test under the CO2 reduction condition. Interestingly, under the tested conditions, SDC cells showed much better performance under the electrolysis cell (EC) mode than under the fuel cell (FC) mode. For example, at 500 oC, with 100mlpm H2-100mlpm H2O, the cell OCV is about 0.844V, the cell only reached 0.25A/cm2 at 0.4V under the FC mode, while under the EC mode it reached 1.26V at 1 A/cm2, which is approximately 4 times higher with the same polarization value of the cell voltage in comparison to the FC mode. The cause for the difference are investigated.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».