韩科学家研制Hybrid-SOEC固态电解槽：制氢效率提升四倍

氢气是一种清洁、且储量丰富的燃料来源，但在成为主流的道路上，它仍面临着与制备效率等有关的问题。好消息是，韩国蔚山科学技术大学（UNIST）、韩国能源研究所（KIER）、淑明女子大学的研究人员们，已经开发出了一套效率更高的水电解系统。这项技术，基于现有的“固体氧化物电解槽”（SOEC）打造。

团队部分成员，左起为Junyoung Kim、Guntae Kim教授、Ohhun Gwona。

底层原理，依然是通过电流将水分子电解成氢气和氧气并收集起来。不同的是，这套Hybrid-SOEC系统在电极和电解质上加以了改进——都换成了固态的！

与液体电解质系统相比，它拥有多项优势。首先，液体需要定期填充补满；其次，随着时间的推移，液体会侵蚀系统的其它部分。

此外，固态电解装置可以在高温下运行。这意味着新系统更加节能，因为它可以将热量转化为电解所需的能量。

Hybrid-SOEC高效制氢系统的原理图解

研究人员在两套主设计中使用了不同的电解质，其中一个只允许氧离子通过，另一个则只允许氢离子通过。但无论怎样，这种“单行道”都限制了装置可产生氢气的总量。

有鉴于此，他们开发出了全新的Hybrid-SOEC系统，即借助一种混合离子导体、来同时传输负氧离子和带电荷的氢离子（质子），从而充分利用了固态电解槽的所有优点、提升了制氢的效率。

Hybrid-SOEC采用了由层状钙钛矿物制作的混合离子导体和电极，在1.5V的电压和700℃（1292℉）的温度下，每小时可生产1.9升（0.5加仑）的氢气，效率是现有系统的四倍以上。