Fortschritte bei der Hochtemperatur-Elektrolyse: Spaltung von Wasser zur Speicherung von Energie in Form von Wasserstoff

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Energiequellen wie Wind und Sonne sind zwar hervorragend geeignet, um emissionsfreien Strom zu erzeugen, doch sind sie von Sonne und Wind abhängig, so dass das Angebot nicht immer der Nachfrage entspricht.

Ebenso arbeiten Kernkraftwerke bei maximaler Kapazität effizienter, so dass die Stromerzeugung nicht ohne weiteres der Nachfrage entsprechend hoch- oder heruntergefahren werden kann.Jahrzehntelang haben Energieforscher versucht, eine grosse Herausforderung zu lösen: Wie speichert man überschüssigen Strom so, dass er wieder ans Netz abgegeben werden kann, wenn er gebraucht wird?Kürzlich halfen Forscher des Idaho National Laboratory bei der Lösung dieser Herausforderung, indem sie ein neues Elektrodenmaterial für eine elektrochemische Zelle entwickelten, die überschüssige Elektrizität und Wasser effizient in Wasserstoff umwandeln kann.

Wenn die Nachfrage nach Elektrizität steigt, ist die elektrochemische Zelle reversibel und wandelt Wasserstoff wieder in Strom für das Netz um.

Der Wasserstoff könnte auch als Brennstoff für Wärme, Fahrzeuge oder andere Anwendungen genutzt werden.Die Ergebnisse erschienen diese Woche online in der Zeitschrift Nature Communications.

Forscher haben das Potenzial von Wasserstoff als Energiespeichermedium schon lange erkannt, sagte Dong Ding, ein leitender Ingenieur/Wissenschaftler und Leiter der chemischen Verarbeitungsgruppe am INL.

“Die große Herausforderung der Energiespeicherung mit ihren vielfältigen Forschungs- und Entwicklungsbedürfnissen hat mehr Möglichkeiten für Wasserstoff geschaffen”, sagte Ding Ding.

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Wir streben Wasserstoff als Energiezwischenprodukt an, um Energie effizient zu speichern”.Ding und seine Kollegen verbesserten einen Typ von elektrochemischen Zellen, eine so genannte protonische keramische elektrochemische Zelle (PCEC), die Elektrizität zur Spaltung von Dampf in Wasserstoff und Sauerstoff verwendet.

In der Vergangenheit hatten diese Geräte jedoch ihre Grenzen, insbesondere die Tatsache, dass sie bei Temperaturen von bis zu 800 Grad C arbeiten.

Die hohen Temperaturen erfordern teure Materialien und führen zu einer schnelleren Degradation, wodurch die Kosten der elektrochemischen Zellen unerschwinglich werden.In der Arbeit beschreiben Ding und Kollegen ein neues Material für die Sauerstoffelektrode – den Leiter, der….

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