燃煤发电行业低碳发展路径研究
1
2021
... 目前，我国的能源消费结构以煤、石油、天然气等化石能源为主，化工、交通等行业碳排放数量巨大，为我国实现“双碳”目标带来了巨大的挑战[1-2].未来，在大幅降低传统化石能源在我国工业能源消费结构中占比的同时，开发CO2高效转化和利用技术，是促进能源体系清洁化发展、助力实现“双碳”目标的关键[3-4]. ...
燃煤发电行业低碳发展路径研究
1
2021
... 目前，我国的能源消费结构以煤、石油、天然气等化石能源为主，化工、交通等行业碳排放数量巨大，为我国实现“双碳”目标带来了巨大的挑战[1-2].未来，在大幅降低传统化石能源在我国工业能源消费结构中占比的同时，开发CO2高效转化和利用技术，是促进能源体系清洁化发展、助力实现“双碳”目标的关键[3-4]. ...
基于“双碳”目标的中国火力发电技术发展路径研究
1
2023
... 目前，我国的能源消费结构以煤、石油、天然气等化石能源为主，化工、交通等行业碳排放数量巨大，为我国实现“双碳”目标带来了巨大的挑战[1-2].未来，在大幅降低传统化石能源在我国工业能源消费结构中占比的同时，开发CO2高效转化和利用技术，是促进能源体系清洁化发展、助力实现“双碳”目标的关键[3-4]. ...
基于“双碳”目标的中国火力发电技术发展路径研究
1
2023
... 目前，我国的能源消费结构以煤、石油、天然气等化石能源为主，化工、交通等行业碳排放数量巨大，为我国实现“双碳”目标带来了巨大的挑战[1-2].未来，在大幅降低传统化石能源在我国工业能源消费结构中占比的同时，开发CO2高效转化和利用技术，是促进能源体系清洁化发展、助力实现“双碳”目标的关键[3-4]. ...
The future of green energy and chemicals：rational design of catalysis routes
1
2022
... 目前，我国的能源消费结构以煤、石油、天然气等化石能源为主，化工、交通等行业碳排放数量巨大，为我国实现“双碳”目标带来了巨大的挑战[1-2].未来，在大幅降低传统化石能源在我国工业能源消费结构中占比的同时，开发CO2高效转化和利用技术，是促进能源体系清洁化发展、助力实现“双碳”目标的关键[3-4]. ...
CCUS技术对我国电力行业低碳转型的意义与挑战
1
2022
... 目前，我国的能源消费结构以煤、石油、天然气等化石能源为主，化工、交通等行业碳排放数量巨大，为我国实现“双碳”目标带来了巨大的挑战[1-2].未来，在大幅降低传统化石能源在我国工业能源消费结构中占比的同时，开发CO2高效转化和利用技术，是促进能源体系清洁化发展、助力实现“双碳”目标的关键[3-4]. ...
CCUS技术对我国电力行业低碳转型的意义与挑战
1
2022
... 目前，我国的能源消费结构以煤、石油、天然气等化石能源为主，化工、交通等行业碳排放数量巨大，为我国实现“双碳”目标带来了巨大的挑战[1-2].未来，在大幅降低传统化石能源在我国工业能源消费结构中占比的同时，开发CO2高效转化和利用技术，是促进能源体系清洁化发展、助力实现“双碳”目标的关键[3-4]. ...
Recent advances in solid oxide cell technology for electrolysis
2
2020
... 高温固体氧化物电解池(solid oxide electrolysis cell，SOEC)是一种能量转化效率高、反应速率快、应用场景广的新型高效电化学能量转化装置[5-6].通入原料不同，SOEC可进行不同的电化学合成，从而开发出功能多样的电化学合成反应器[7-9].SOEC可以高效消纳风电、光电、水电、核电等清洁电力，在满足未来高比例清洁能源电力系统的大规模储能调峰需求的同时，可将高温水蒸气电解为H2和O2，实现绿氢的大规模制备.与常规水电解相比，高温电解制氢效率可提升20%以上[10-11].SOEC还可以用于H2O和CO2共电解制备合成气(H2+CO)，并进一步通过费托合成反应制备液态烃、醇、醛、酸等化工原料，同步实现氢的大规模高效制备、碳基能源的高效转化和可再生能源的高效储存[12-13].2020年2月，SOEC系统搭乘美国航天局红星探测器升空，通过电解火星大气中的CO2生产氧气和燃料气，为未来深空探测提供资源保障[12].同时，作为重要化工原料和新一代绿色能源载体，氨的电化学合成日益受到关注，SOEC电化学合成氨工艺成为一种有前景的绿色合成氨新路径.此外，SOEC可以进行模块化设计，既能实现集中制氢、区域供氢，也能在单个加氢站小规模供氢，实现油、气、电、热等不同能源网络的智慧互联，具有广阔发展前景[14-15]. ...
... 图1为SOEC结构[5]，其由阴极、阳极和电解质组成.在电解的过程中，原料气(水蒸气、二氧化碳等)在阴极电解，释放氧离子和产物气(氢气、一氧化碳等)，氧离子通过离子传导型电解质传导至阳极，经过电化学氧化反应，产生氧气析出. ...
Heterointerface engineering for enhancing the electrochemical performance of solid oxide cells
1
2020
... 高温固体氧化物电解池(solid oxide electrolysis cell，SOEC)是一种能量转化效率高、反应速率快、应用场景广的新型高效电化学能量转化装置[5-6].通入原料不同，SOEC可进行不同的电化学合成，从而开发出功能多样的电化学合成反应器[7-9].SOEC可以高效消纳风电、光电、水电、核电等清洁电力，在满足未来高比例清洁能源电力系统的大规模储能调峰需求的同时，可将高温水蒸气电解为H2和O2，实现绿氢的大规模制备.与常规水电解相比，高温电解制氢效率可提升20%以上[10-11].SOEC还可以用于H2O和CO2共电解制备合成气(H2+CO)，并进一步通过费托合成反应制备液态烃、醇、醛、酸等化工原料，同步实现氢的大规模高效制备、碳基能源的高效转化和可再生能源的高效储存[12-13].2020年2月，SOEC系统搭乘美国航天局红星探测器升空，通过电解火星大气中的CO2生产氧气和燃料气，为未来深空探测提供资源保障[12].同时，作为重要化工原料和新一代绿色能源载体，氨的电化学合成日益受到关注，SOEC电化学合成氨工艺成为一种有前景的绿色合成氨新路径.此外，SOEC可以进行模块化设计，既能实现集中制氢、区域供氢，也能在单个加氢站小规模供氢，实现油、气、电、热等不同能源网络的智慧互联，具有广阔发展前景[14-15]. ...
能源互联网推动下的氢能发展
2
2021
... 高温固体氧化物电解池(solid oxide electrolysis cell，SOEC)是一种能量转化效率高、反应速率快、应用场景广的新型高效电化学能量转化装置[5-6].通入原料不同，SOEC可进行不同的电化学合成，从而开发出功能多样的电化学合成反应器[7-9].SOEC可以高效消纳风电、光电、水电、核电等清洁电力，在满足未来高比例清洁能源电力系统的大规模储能调峰需求的同时，可将高温水蒸气电解为H2和O2，实现绿氢的大规模制备.与常规水电解相比，高温电解制氢效率可提升20%以上[10-11].SOEC还可以用于H2O和CO2共电解制备合成气(H2+CO)，并进一步通过费托合成反应制备液态烃、醇、醛、酸等化工原料，同步实现氢的大规模高效制备、碳基能源的高效转化和可再生能源的高效储存[12-13].2020年2月，SOEC系统搭乘美国航天局红星探测器升空，通过电解火星大气中的CO2生产氧气和燃料气，为未来深空探测提供资源保障[12].同时，作为重要化工原料和新一代绿色能源载体，氨的电化学合成日益受到关注，SOEC电化学合成氨工艺成为一种有前景的绿色合成氨新路径.此外，SOEC可以进行模块化设计，既能实现集中制氢、区域供氢，也能在单个加氢站小规模供氢，实现油、气、电、热等不同能源网络的智慧互联，具有广阔发展前景[14-15]. ...
... 氢能被认为是除电能以外推动未来能源系统清洁化转型最重要的能源载体和媒介[52].高温SOEC是一种高效率、高产量的绿氢制备技术，目前该技术已进入从中试到示范工程的产业化关键时期.国际上，美国Bloom Energy将SOEC装置生产能力提升至2 GW，同时将与Xcel Energy和爱达荷国家实验室合作，通过核能制氢路线实现工业和农业等领域的脱碳[53].美国能源部认为核能电解制氢是重要的清洁氢能制备路径，并计划在2024年前为4座核电站配备制氢设备，预计最早于2023年开始投入生产[54-55].在国内，清华大学胡浩然团队在2022年7月完成了首台千瓦级SOEC制氢样机运行测试，为SOEC规模化提供了技术储备和支撑[56].核能耦合高温电解制氢是国际公认的大规模清洁化制氢技术.清华大学核研院自主研发的第4代核反应堆(高温气冷堆)已达到世界先进水平，目前已实现200 MW示范项目满功率运行[57].为了拓展核能除发电之外的多样化、高效化应用，核研院同步开展了核能耦合电解制氢技术的研发.该研究团队在高性能SOEC新材料、新结构、新装置开发方面具备近20年的深厚积累[58-64]，完成了从关键材料制备、核心组件开发到电堆、系统研制及示范的贯穿式研究过程[7-8,48,65-69]，主要开展了千瓦级电堆、6~8 kW电堆模块、1.5 m3/h(标准状态下)制氢样机装备、实验室规模高温共电解制油系统开发、轻质化电堆开发，以及适用于极恶劣环境下高性能电堆开发等工作，推动了该技术向工程化应用快速迈进.SOEC的规模化和产业化将会为低成本绿氢制备提供新方案和新思路. ...
能源互联网推动下的氢能发展
2
2021
... 高温固体氧化物电解池(solid oxide electrolysis cell，SOEC)是一种能量转化效率高、反应速率快、应用场景广的新型高效电化学能量转化装置[5-6].通入原料不同，SOEC可进行不同的电化学合成，从而开发出功能多样的电化学合成反应器[7-9].SOEC可以高效消纳风电、光电、水电、核电等清洁电力，在满足未来高比例清洁能源电力系统的大规模储能调峰需求的同时，可将高温水蒸气电解为H2和O2，实现绿氢的大规模制备.与常规水电解相比，高温电解制氢效率可提升20%以上[10-11].SOEC还可以用于H2O和CO2共电解制备合成气(H2+CO)，并进一步通过费托合成反应制备液态烃、醇、醛、酸等化工原料，同步实现氢的大规模高效制备、碳基能源的高效转化和可再生能源的高效储存[12-13].2020年2月，SOEC系统搭乘美国航天局红星探测器升空，通过电解火星大气中的CO2生产氧气和燃料气，为未来深空探测提供资源保障[12].同时，作为重要化工原料和新一代绿色能源载体，氨的电化学合成日益受到关注，SOEC电化学合成氨工艺成为一种有前景的绿色合成氨新路径.此外，SOEC可以进行模块化设计，既能实现集中制氢、区域供氢，也能在单个加氢站小规模供氢，实现油、气、电、热等不同能源网络的智慧互联，具有广阔发展前景[14-15]. ...
... 氢能被认为是除电能以外推动未来能源系统清洁化转型最重要的能源载体和媒介[52].高温SOEC是一种高效率、高产量的绿氢制备技术，目前该技术已进入从中试到示范工程的产业化关键时期.国际上，美国Bloom Energy将SOEC装置生产能力提升至2 GW，同时将与Xcel Energy和爱达荷国家实验室合作，通过核能制氢路线实现工业和农业等领域的脱碳[53].美国能源部认为核能电解制氢是重要的清洁氢能制备路径，并计划在2024年前为4座核电站配备制氢设备，预计最早于2023年开始投入生产[54-55].在国内，清华大学胡浩然团队在2022年7月完成了首台千瓦级SOEC制氢样机运行测试，为SOEC规模化提供了技术储备和支撑[56].核能耦合高温电解制氢是国际公认的大规模清洁化制氢技术.清华大学核研院自主研发的第4代核反应堆(高温气冷堆)已达到世界先进水平，目前已实现200 MW示范项目满功率运行[57].为了拓展核能除发电之外的多样化、高效化应用，核研院同步开展了核能耦合电解制氢技术的研发.该研究团队在高性能SOEC新材料、新结构、新装置开发方面具备近20年的深厚积累[58-64]，完成了从关键材料制备、核心组件开发到电堆、系统研制及示范的贯穿式研究过程[7-8,48,65-69]，主要开展了千瓦级电堆、6~8 kW电堆模块、1.5 m3/h(标准状态下)制氢样机装备、实验室规模高温共电解制油系统开发、轻质化电堆开发，以及适用于极恶劣环境下高性能电堆开发等工作，推动了该技术向工程化应用快速迈进.SOEC的规模化和产业化将会为低成本绿氢制备提供新方案和新思路. ...
氢气储运技术的发展现状与展望
1
2021
... 氢能被认为是除电能以外推动未来能源系统清洁化转型最重要的能源载体和媒介[52].高温SOEC是一种高效率、高产量的绿氢制备技术，目前该技术已进入从中试到示范工程的产业化关键时期.国际上，美国Bloom Energy将SOEC装置生产能力提升至2 GW，同时将与Xcel Energy和爱达荷国家实验室合作，通过核能制氢路线实现工业和农业等领域的脱碳[53].美国能源部认为核能电解制氢是重要的清洁氢能制备路径，并计划在2024年前为4座核电站配备制氢设备，预计最早于2023年开始投入生产[54-55].在国内，清华大学胡浩然团队在2022年7月完成了首台千瓦级SOEC制氢样机运行测试，为SOEC规模化提供了技术储备和支撑[56].核能耦合高温电解制氢是国际公认的大规模清洁化制氢技术.清华大学核研院自主研发的第4代核反应堆(高温气冷堆)已达到世界先进水平，目前已实现200 MW示范项目满功率运行[57].为了拓展核能除发电之外的多样化、高效化应用，核研院同步开展了核能耦合电解制氢技术的研发.该研究团队在高性能SOEC新材料、新结构、新装置开发方面具备近20年的深厚积累[58-64]，完成了从关键材料制备、核心组件开发到电堆、系统研制及示范的贯穿式研究过程[7-8,48,65-69]，主要开展了千瓦级电堆、6~8 kW电堆模块、1.5 m3/h(标准状态下)制氢样机装备、实验室规模高温共电解制油系统开发、轻质化电堆开发，以及适用于极恶劣环境下高性能电堆开发等工作，推动了该技术向工程化应用快速迈进.SOEC的规模化和产业化将会为低成本绿氢制备提供新方案和新思路. ...
氢气储运技术的发展现状与展望
1
2021
... 氢能被认为是除电能以外推动未来能源系统清洁化转型最重要的能源载体和媒介[52].高温SOEC是一种高效率、高产量的绿氢制备技术，目前该技术已进入从中试到示范工程的产业化关键时期.国际上，美国Bloom Energy将SOEC装置生产能力提升至2 GW，同时将与Xcel Energy和爱达荷国家实验室合作，通过核能制氢路线实现工业和农业等领域的脱碳[53].美国能源部认为核能电解制氢是重要的清洁氢能制备路径，并计划在2024年前为4座核电站配备制氢设备，预计最早于2023年开始投入生产[54-55].在国内，清华大学胡浩然团队在2022年7月完成了首台千瓦级SOEC制氢样机运行测试，为SOEC规模化提供了技术储备和支撑[56].核能耦合高温电解制氢是国际公认的大规模清洁化制氢技术.清华大学核研院自主研发的第4代核反应堆(高温气冷堆)已达到世界先进水平，目前已实现200 MW示范项目满功率运行[57].为了拓展核能除发电之外的多样化、高效化应用，核研院同步开展了核能耦合电解制氢技术的研发.该研究团队在高性能SOEC新材料、新结构、新装置开发方面具备近20年的深厚积累[58-64]，完成了从关键材料制备、核心组件开发到电堆、系统研制及示范的贯穿式研究过程[7-8,48,65-69]，主要开展了千瓦级电堆、6~8 kW电堆模块、1.5 m3/h(标准状态下)制氢样机装备、实验室规模高温共电解制油系统开发、轻质化电堆开发，以及适用于极恶劣环境下高性能电堆开发等工作，推动了该技术向工程化应用快速迈进.SOEC的规模化和产业化将会为低成本绿氢制备提供新方案和新思路. ...
中国制氢技术的发展现状
1
2021
... 高温固体氧化物电解池(solid oxide electrolysis cell，SOEC)是一种能量转化效率高、反应速率快、应用场景广的新型高效电化学能量转化装置[5-6].通入原料不同，SOEC可进行不同的电化学合成，从而开发出功能多样的电化学合成反应器[7-9].SOEC可以高效消纳风电、光电、水电、核电等清洁电力，在满足未来高比例清洁能源电力系统的大规模储能调峰需求的同时，可将高温水蒸气电解为H2和O2，实现绿氢的大规模制备.与常规水电解相比，高温电解制氢效率可提升20%以上[10-11].SOEC还可以用于H2O和CO2共电解制备合成气(H2+CO)，并进一步通过费托合成反应制备液态烃、醇、醛、酸等化工原料，同步实现氢的大规模高效制备、碳基能源的高效转化和可再生能源的高效储存[12-13].2020年2月，SOEC系统搭乘美国航天局红星探测器升空，通过电解火星大气中的CO2生产氧气和燃料气，为未来深空探测提供资源保障[12].同时，作为重要化工原料和新一代绿色能源载体，氨的电化学合成日益受到关注，SOEC电化学合成氨工艺成为一种有前景的绿色合成氨新路径.此外，SOEC可以进行模块化设计，既能实现集中制氢、区域供氢，也能在单个加氢站小规模供氢，实现油、气、电、热等不同能源网络的智慧互联，具有广阔发展前景[14-15]. ...
中国制氢技术的发展现状
1
2021
... 高温固体氧化物电解池(solid oxide electrolysis cell，SOEC)是一种能量转化效率高、反应速率快、应用场景广的新型高效电化学能量转化装置[5-6].通入原料不同，SOEC可进行不同的电化学合成，从而开发出功能多样的电化学合成反应器[7-9].SOEC可以高效消纳风电、光电、水电、核电等清洁电力，在满足未来高比例清洁能源电力系统的大规模储能调峰需求的同时，可将高温水蒸气电解为H2和O2，实现绿氢的大规模制备.与常规水电解相比，高温电解制氢效率可提升20%以上[10-11].SOEC还可以用于H2O和CO2共电解制备合成气(H2+CO)，并进一步通过费托合成反应制备液态烃、醇、醛、酸等化工原料，同步实现氢的大规模高效制备、碳基能源的高效转化和可再生能源的高效储存[12-13].2020年2月，SOEC系统搭乘美国航天局红星探测器升空，通过电解火星大气中的CO2生产氧气和燃料气，为未来深空探测提供资源保障[12].同时，作为重要化工原料和新一代绿色能源载体，氨的电化学合成日益受到关注，SOEC电化学合成氨工艺成为一种有前景的绿色合成氨新路径.此外，SOEC可以进行模块化设计，既能实现集中制氢、区域供氢，也能在单个加氢站小规模供氢，实现油、气、电、热等不同能源网络的智慧互联，具有广阔发展前景[14-15]. ...
A review of high temperature co-electrolysis of H2O and CO2 to produce sustainable fuels using solid oxide electrolysis cells (SOECs)：advanced materials and technology
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2017
... 高温固体氧化物电解池(solid oxide electrolysis cell，SOEC)是一种能量转化效率高、反应速率快、应用场景广的新型高效电化学能量转化装置[5-6].通入原料不同，SOEC可进行不同的电化学合成，从而开发出功能多样的电化学合成反应器[7-9].SOEC可以高效消纳风电、光电、水电、核电等清洁电力，在满足未来高比例清洁能源电力系统的大规模储能调峰需求的同时，可将高温水蒸气电解为H2和O2，实现绿氢的大规模制备.与常规水电解相比，高温电解制氢效率可提升20%以上[10-11].SOEC还可以用于H2O和CO2共电解制备合成气(H2+CO)，并进一步通过费托合成反应制备液态烃、醇、醛、酸等化工原料，同步实现氢的大规模高效制备、碳基能源的高效转化和可再生能源的高效储存[12-13].2020年2月，SOEC系统搭乘美国航天局红星探测器升空，通过电解火星大气中的CO2生产氧气和燃料气，为未来深空探测提供资源保障[12].同时，作为重要化工原料和新一代绿色能源载体，氨的电化学合成日益受到关注，SOEC电化学合成氨工艺成为一种有前景的绿色合成氨新路径.此外，SOEC可以进行模块化设计，既能实现集中制氢、区域供氢，也能在单个加氢站小规模供氢，实现油、气、电、热等不同能源网络的智慧互联，具有广阔发展前景[14-15]. ...
Controlling cation segregation in perovskite-based electrodes for high electro-catalytic activity and durability
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2017
... 高温固体氧化物电解池(solid oxide electrolysis cell，SOEC)是一种能量转化效率高、反应速率快、应用场景广的新型高效电化学能量转化装置[5-6].通入原料不同，SOEC可进行不同的电化学合成，从而开发出功能多样的电化学合成反应器[7-9].SOEC可以高效消纳风电、光电、水电、核电等清洁电力，在满足未来高比例清洁能源电力系统的大规模储能调峰需求的同时，可将高温水蒸气电解为H2和O2，实现绿氢的大规模制备.与常规水电解相比，高温电解制氢效率可提升20%以上[10-11].SOEC还可以用于H2O和CO2共电解制备合成气(H2+CO)，并进一步通过费托合成反应制备液态烃、醇、醛、酸等化工原料，同步实现氢的大规模高效制备、碳基能源的高效转化和可再生能源的高效储存[12-13].2020年2月，SOEC系统搭乘美国航天局红星探测器升空，通过电解火星大气中的CO2生产氧气和燃料气，为未来深空探测提供资源保障[12].同时，作为重要化工原料和新一代绿色能源载体，氨的电化学合成日益受到关注，SOEC电化学合成氨工艺成为一种有前景的绿色合成氨新路径.此外，SOEC可以进行模块化设计，既能实现集中制氢、区域供氢，也能在单个加氢站小规模供氢，实现油、气、电、热等不同能源网络的智慧互联，具有广阔发展前景[14-15]. ...
Solid oxide electrolysis of H2O and CO2 to produce hydrogen and low-carbon fuels
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2021
... 高温固体氧化物电解池(solid oxide electrolysis cell，SOEC)是一种能量转化效率高、反应速率快、应用场景广的新型高效电化学能量转化装置[5-6].通入原料不同，SOEC可进行不同的电化学合成，从而开发出功能多样的电化学合成反应器[7-9].SOEC可以高效消纳风电、光电、水电、核电等清洁电力，在满足未来高比例清洁能源电力系统的大规模储能调峰需求的同时，可将高温水蒸气电解为H2和O2，实现绿氢的大规模制备.与常规水电解相比，高温电解制氢效率可提升20%以上[10-11].SOEC还可以用于H2O和CO2共电解制备合成气(H2+CO)，并进一步通过费托合成反应制备液态烃、醇、醛、酸等化工原料，同步实现氢的大规模高效制备、碳基能源的高效转化和可再生能源的高效储存[12-13].2020年2月，SOEC系统搭乘美国航天局红星探测器升空，通过电解火星大气中的CO2生产氧气和燃料气，为未来深空探测提供资源保障[12].同时，作为重要化工原料和新一代绿色能源载体，氨的电化学合成日益受到关注，SOEC电化学合成氨工艺成为一种有前景的绿色合成氨新路径.此外，SOEC可以进行模块化设计，既能实现集中制氢、区域供氢，也能在单个加氢站小规模供氢，实现油、气、电、热等不同能源网络的智慧互联，具有广阔发展前景[14-15]. ...
... [12].同时，作为重要化工原料和新一代绿色能源载体，氨的电化学合成日益受到关注，SOEC电化学合成氨工艺成为一种有前景的绿色合成氨新路径.此外，SOEC可以进行模块化设计，既能实现集中制氢、区域供氢，也能在单个加氢站小规模供氢，实现油、气、电、热等不同能源网络的智慧互联，具有广阔发展前景[14-15]. ...
Perovskite cathode materials for low-temperature solid oxide fuel cells：fundamentals to optimization
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2022
... 高温固体氧化物电解池(solid oxide electrolysis cell，SOEC)是一种能量转化效率高、反应速率快、应用场景广的新型高效电化学能量转化装置[5-6].通入原料不同，SOEC可进行不同的电化学合成，从而开发出功能多样的电化学合成反应器[7-9].SOEC可以高效消纳风电、光电、水电、核电等清洁电力，在满足未来高比例清洁能源电力系统的大规模储能调峰需求的同时，可将高温水蒸气电解为H2和O2，实现绿氢的大规模制备.与常规水电解相比，高温电解制氢效率可提升20%以上[10-11].SOEC还可以用于H2O和CO2共电解制备合成气(H2+CO)，并进一步通过费托合成反应制备液态烃、醇、醛、酸等化工原料，同步实现氢的大规模高效制备、碳基能源的高效转化和可再生能源的高效储存[12-13].2020年2月，SOEC系统搭乘美国航天局红星探测器升空，通过电解火星大气中的CO2生产氧气和燃料气，为未来深空探测提供资源保障[12].同时，作为重要化工原料和新一代绿色能源载体，氨的电化学合成日益受到关注，SOEC电化学合成氨工艺成为一种有前景的绿色合成氨新路径.此外，SOEC可以进行模块化设计，既能实现集中制氢、区域供氢，也能在单个加氢站小规模供氢，实现油、气、电、热等不同能源网络的智慧互联，具有广阔发展前景[14-15]. ...
高温固体氧化物电解制氢技术发展现状与展望
1
2020
... 高温固体氧化物电解池(solid oxide electrolysis cell，SOEC)是一种能量转化效率高、反应速率快、应用场景广的新型高效电化学能量转化装置[5-6].通入原料不同，SOEC可进行不同的电化学合成，从而开发出功能多样的电化学合成反应器[7-9].SOEC可以高效消纳风电、光电、水电、核电等清洁电力，在满足未来高比例清洁能源电力系统的大规模储能调峰需求的同时，可将高温水蒸气电解为H2和O2，实现绿氢的大规模制备.与常规水电解相比，高温电解制氢效率可提升20%以上[10-11].SOEC还可以用于H2O和CO2共电解制备合成气(H2+CO)，并进一步通过费托合成反应制备液态烃、醇、醛、酸等化工原料，同步实现氢的大规模高效制备、碳基能源的高效转化和可再生能源的高效储存[12-13].2020年2月，SOEC系统搭乘美国航天局红星探测器升空，通过电解火星大气中的CO2生产氧气和燃料气，为未来深空探测提供资源保障[12].同时，作为重要化工原料和新一代绿色能源载体，氨的电化学合成日益受到关注，SOEC电化学合成氨工艺成为一种有前景的绿色合成氨新路径.此外，SOEC可以进行模块化设计，既能实现集中制氢、区域供氢，也能在单个加氢站小规模供氢，实现油、气、电、热等不同能源网络的智慧互联，具有广阔发展前景[14-15]. ...
高温固体氧化物电解制氢技术发展现状与展望
1
2020
... 高温固体氧化物电解池(solid oxide electrolysis cell，SOEC)是一种能量转化效率高、反应速率快、应用场景广的新型高效电化学能量转化装置[5-6].通入原料不同，SOEC可进行不同的电化学合成，从而开发出功能多样的电化学合成反应器[7-9].SOEC可以高效消纳风电、光电、水电、核电等清洁电力，在满足未来高比例清洁能源电力系统的大规模储能调峰需求的同时，可将高温水蒸气电解为H2和O2，实现绿氢的大规模制备.与常规水电解相比，高温电解制氢效率可提升20%以上[10-11].SOEC还可以用于H2O和CO2共电解制备合成气(H2+CO)，并进一步通过费托合成反应制备液态烃、醇、醛、酸等化工原料，同步实现氢的大规模高效制备、碳基能源的高效转化和可再生能源的高效储存[12-13].2020年2月，SOEC系统搭乘美国航天局红星探测器升空，通过电解火星大气中的CO2生产氧气和燃料气，为未来深空探测提供资源保障[12].同时，作为重要化工原料和新一代绿色能源载体，氨的电化学合成日益受到关注，SOEC电化学合成氨工艺成为一种有前景的绿色合成氨新路径.此外，SOEC可以进行模块化设计，既能实现集中制氢、区域供氢，也能在单个加氢站小规模供氢，实现油、气、电、热等不同能源网络的智慧互联，具有广阔发展前景[14-15]. ...
固体氧化物电解水制氢系统效率
1
2009
... 高温固体氧化物电解池(solid oxide electrolysis cell，SOEC)是一种能量转化效率高、反应速率快、应用场景广的新型高效电化学能量转化装置[5-6].通入原料不同，SOEC可进行不同的电化学合成，从而开发出功能多样的电化学合成反应器[7-9].SOEC可以高效消纳风电、光电、水电、核电等清洁电力，在满足未来高比例清洁能源电力系统的大规模储能调峰需求的同时，可将高温水蒸气电解为H2和O2，实现绿氢的大规模制备.与常规水电解相比，高温电解制氢效率可提升20%以上[10-11].SOEC还可以用于H2O和CO2共电解制备合成气(H2+CO)，并进一步通过费托合成反应制备液态烃、醇、醛、酸等化工原料，同步实现氢的大规模高效制备、碳基能源的高效转化和可再生能源的高效储存[12-13].2020年2月，SOEC系统搭乘美国航天局红星探测器升空，通过电解火星大气中的CO2生产氧气和燃料气，为未来深空探测提供资源保障[12].同时，作为重要化工原料和新一代绿色能源载体，氨的电化学合成日益受到关注，SOEC电化学合成氨工艺成为一种有前景的绿色合成氨新路径.此外，SOEC可以进行模块化设计，既能实现集中制氢、区域供氢，也能在单个加氢站小规模供氢，实现油、气、电、热等不同能源网络的智慧互联，具有广阔发展前景[14-15]. ...
固体氧化物电解水制氢系统效率
1
2009
... 高温固体氧化物电解池(solid oxide electrolysis cell，SOEC)是一种能量转化效率高、反应速率快、应用场景广的新型高效电化学能量转化装置[5-6].通入原料不同，SOEC可进行不同的电化学合成，从而开发出功能多样的电化学合成反应器[7-9].SOEC可以高效消纳风电、光电、水电、核电等清洁电力，在满足未来高比例清洁能源电力系统的大规模储能调峰需求的同时，可将高温水蒸气电解为H2和O2，实现绿氢的大规模制备.与常规水电解相比，高温电解制氢效率可提升20%以上[10-11].SOEC还可以用于H2O和CO2共电解制备合成气(H2+CO)，并进一步通过费托合成反应制备液态烃、醇、醛、酸等化工原料，同步实现氢的大规模高效制备、碳基能源的高效转化和可再生能源的高效储存[12-13].2020年2月，SOEC系统搭乘美国航天局红星探测器升空，通过电解火星大气中的CO2生产氧气和燃料气，为未来深空探测提供资源保障[12].同时，作为重要化工原料和新一代绿色能源载体，氨的电化学合成日益受到关注，SOEC电化学合成氨工艺成为一种有前景的绿色合成氨新路径.此外，SOEC可以进行模块化设计，既能实现集中制氢、区域供氢，也能在单个加氢站小规模供氢，实现油、气、电、热等不同能源网络的智慧互联，具有广阔发展前景[14-15]. ...
High temperature electrolysis in alkaline cells，solid proton conducting cells，and solid oxide cells
3
2014
... 由式(1)可知，在不供热的情况下，电解池温度会逐渐降低，电能消耗会逐步攀升.常压下电解水和二氧化碳的热平衡关系[16]如图2所示，可以看出，电解消耗的总能耗随着温度升高基本保持恒定，热能随温度升高而增大，电能随温度升高而降低.因此，相比于低温电解，高温电解可以显著降低电能消耗[16-17]. ...
... [16-17]. ...
... 在标准状态下，水在25 ℃和800 ℃下的热中性电压分别为1.48、1.29 V；CO2在25 ℃和800 ℃下的热中性电压分别为1.47、1.46 V[16].当电解电压高于可逆电解电压、低于热中性电压时，需外部供热才能维持电化学反应持续发生.当电解电压高于热中性电压时，在电化学反应发生的同时，电解池向外部放出热量. ...
Factors governing oxygen reduction in solid oxide fuel cell cathodes
1
2004
... 由式(1)可知，在不供热的情况下，电解池温度会逐渐降低，电能消耗会逐步攀升.常压下电解水和二氧化碳的热平衡关系[16]如图2所示，可以看出，电解消耗的总能耗随着温度升高基本保持恒定，热能随温度升高而增大，电能随温度升高而降低.因此，相比于低温电解，高温电解可以显著降低电能消耗[16-17]. ...
Ni-substituted Sr(Ti, Fe)O3 SOFC anodes：achieving high performance via metal alloy nanoparticle exsolution
1
2018
... SOEC的工作温度为600~1 000 ℃，且在高氧化、高还原、高湿度等极端环境下工作，这对其材料选择提出了苛刻要求[18-19].由于在高温下工作，SOEC的组成部件都需要具备良好的热稳定性与机械性能[20-24]. ...
Influence of surface atomic structure demonstrated on oxygen incorporation mechanism at a model perovskite oxide
2
2018
... SOEC的工作温度为600~1 000 ℃，且在高氧化、高还原、高湿度等极端环境下工作，这对其材料选择提出了苛刻要求[18-19].由于在高温下工作，SOEC的组成部件都需要具备良好的热稳定性与机械性能[20-24]. ...
... 阳极是氧离子还原生成氧气并为氧气提供排出通道的主要反应场所，因此需具备高电子电导率和氧离子传导率，且在高温下对氧析出反应具有较高的催化活性[33-39].同时，需要在强氧化性环境下具备良好的结构和性能稳定性，为维持气体传输，一般为多孔结构.La x Sr1-x MnO3(LSM)与其他部件的热膨胀系数匹配度高，电子电导率高，是最早用于SOEC阳极的材料.然而，由于LSM为纯电子导体，氧析出反应极化阻抗较大，因此限制了其应用.为提高阳极电催化活性、降低极化阻抗，同时具备离子电导和电子电导的混合离子导体La x Sr1-x CoO3(LSC)、La x Sr1-x Co y Fe1-y O3(LSCF)等钙钛矿类材料受到广泛关注[19,30,32,40-44]. ...
In-situ growth of nanoparticles-decorated double perovskite electrode materials for symmetrical solid oxide cells
1
2020
... SOEC的工作温度为600~1 000 ℃，且在高氧化、高还原、高湿度等极端环境下工作，这对其材料选择提出了苛刻要求[18-19].由于在高温下工作，SOEC的组成部件都需要具备良好的热稳定性与机械性能[20-24]. ...
Pd single site-anchored perovskite cathode for CO2 electrolysis in solid oxide electrolysis cells
0
2020
Multi-functionalities enabled fivefold applications of LaCo0.6Ni0.4O3- δ in intermediate temperature symmetrical solid oxide fuel/electrolysis cells
0
2020
In situ exsolved Co nanoparticles on Ruddlesden-Popper material as highly active catalyst for CO2 electrolysis to CO
0
2019
Production of syngas with controllable H2/CO ratio by high temperature co-electrolysis of CO2 and H2O over Ni and Co-doped lanthanum strontium ferrite perovskite cathodes
1
2019
... SOEC的工作温度为600~1 000 ℃，且在高氧化、高还原、高湿度等极端环境下工作，这对其材料选择提出了苛刻要求[18-19].由于在高温下工作，SOEC的组成部件都需要具备良好的热稳定性与机械性能[20-24]. ...
Investigation of La0.6Sr0.4CoO3- δ -Gd0.1Ce0.9O2- δ composite cathodes with different volume ratios by three-dimensional reconstruction
1
2017
... 电解质位于阴极和阳极之间，起到隔绝电极两侧气体接触和电子传导并维持氧离子传导的作用，因此其必须具备致密性好、氧离子传导能力强、电子传导能力弱等特点.氧化钇稳定氧化锆(YSZ)在高温下具有较高的离子电导率，且烧结性、致密性好，是目前常用的电解质材料.其中，氧化锆摩尔分数为8%的YSZ(8YSZ)离子传导能力最强.此外，氧化钆掺杂的氧化铈(GDC)、氧化钐掺杂的氧化铈(SDC)、La x Sr1-x Ga y Mg1-y O3(LSGM)等新型电解质材料具有较高的离子电导率，关注度较高，但这些材料也存在烧结困难、与其他电极材料匹配性差等问题[25-29]. ...
Highly durable，coking and sulfur tolerant，fuel-flexible protonic ceramic fuel cells
0
2018
A niobium and tantalum co-doped perovskite cathode for solid oxide fuel cells operating below 500 ℃
0
2017
Demonstrating the potential of yttrium-doped barium zirconate electrolyte for high-performance fuel cells
0
2017
Strategies for carbon and sulfur tolerant solid oxide fuel cell materials, incorporating lessons from heterogeneous catalysis
1
2016
... 电解质位于阴极和阳极之间，起到隔绝电极两侧气体接触和电子传导并维持氧离子传导的作用，因此其必须具备致密性好、氧离子传导能力强、电子传导能力弱等特点.氧化钇稳定氧化锆(YSZ)在高温下具有较高的离子电导率，且烧结性、致密性好，是目前常用的电解质材料.其中，氧化锆摩尔分数为8%的YSZ(8YSZ)离子传导能力最强.此外，氧化钆掺杂的氧化铈(GDC)、氧化钐掺杂的氧化铈(SDC)、La x Sr1-x Ga y Mg1-y O3(LSGM)等新型电解质材料具有较高的离子电导率，关注度较高，但这些材料也存在烧结困难、与其他电极材料匹配性差等问题[25-29]. ...
Promoting exsolution of RuFe alloy nanoparticles on Sr2Fe1.4Ru0.1-Mo0.5O6- δ via repeated redox manipulations for CO2 electrolysis
3
2021
... 阴极是反应物分解的场所，因此需要对电极反应有良好的电催化性能和较高的电子电导率.为保证良好的气体流通性，阴极一般为疏松多孔结构.贵金属和过渡金属(如Pt、Ir、Ni等)是性能优异的电化学还原催化剂.纯金属基催化剂热膨胀系数大，在温差巨大的升降温过程中，容易与其他组件不匹配，从而造成电解池结构破坏.为维持良好的催化性能和结构稳定性，一般将金属和YSZ按一定比例共混.作为SOEC阴极材料，金属Ni的催化性能好、成本低，是目前最常用的阴极催化活性组分[30-32]. ...
... 阳极是氧离子还原生成氧气并为氧气提供排出通道的主要反应场所，因此需具备高电子电导率和氧离子传导率，且在高温下对氧析出反应具有较高的催化活性[33-39].同时，需要在强氧化性环境下具备良好的结构和性能稳定性，为维持气体传输，一般为多孔结构.La x Sr1-x MnO3(LSM)与其他部件的热膨胀系数匹配度高，电子电导率高，是最早用于SOEC阳极的材料.然而，由于LSM为纯电子导体，氧析出反应极化阻抗较大，因此限制了其应用.为提高阳极电催化活性、降低极化阻抗，同时具备离子电导和电子电导的混合离子导体La x Sr1-x CoO3(LSC)、La x Sr1-x Co y Fe1-y O3(LSCF)等钙钛矿类材料受到广泛关注[19,30,32,40-44]. ...
... 相比于低温电解，高温电解的另一重要优势是可以电解含碳物质.通过在SOEC阴极通入CO2(或CO2与H2O的混合气)进行电解(或共电解)制备CO(或合成气)，并结合后端费托合成制备乙烯、甲醇等高附加值化学品，是一种有前景的“碳负”化工合成路线.在含有CO2的电解工艺中，提高阴极抗积碳能力是提高SOEC运行耐久性的重要路径.金属纳米颗粒溶出是提高阴极抗积碳能力的有效手段之一.Zhu等[70]以(Pr,Ba)2Mn2-y Fe y O5+δ 为基体材料，原位溶出了Fe纳米颗粒，将纯CO2的电解电流密度提升至638 mA/cm2，同时，通过理论计算发现，溶出纳米颗粒可以有效提高CO2的吸附能力和电子转移能力，从而提高电极材料的催化性能.文献[30]通过H2还原在阴极材料Sr2Fe1.4Ru0.1Mo0.5O6-δ 表面溶出了RuFe的纳米颗粒，该材料在800 ℃下CO2电解时的电流密度相比于溶出前的材料提高了74.6%，且实现了1 000 h的稳定运行.除此之外，Skafte等[71]研究发现，掺杂了氧化铈的阴极与镍电极相比更不容易积碳，因为完全氧化的铈很难使碳在其表面稳定生成.相关实验结果也表明，在一氧化碳组分体积分数达到95%时，二氧化铈依然不会积碳，而镍催化剂在一氧化碳占比为74%时就开始积碳. ...
Oxygen evolution reaction over the AU/YSZ interface at high temperature
0
2019
Evolution of the electrochemical interface in high-temperature fuel cells and electrolysers
2
2016
... 阴极是反应物分解的场所，因此需要对电极反应有良好的电催化性能和较高的电子电导率.为保证良好的气体流通性，阴极一般为疏松多孔结构.贵金属和过渡金属(如Pt、Ir、Ni等)是性能优异的电化学还原催化剂.纯金属基催化剂热膨胀系数大，在温差巨大的升降温过程中，容易与其他组件不匹配，从而造成电解池结构破坏.为维持良好的催化性能和结构稳定性，一般将金属和YSZ按一定比例共混.作为SOEC阴极材料，金属Ni的催化性能好、成本低，是目前最常用的阴极催化活性组分[30-32]. ...
... 阳极是氧离子还原生成氧气并为氧气提供排出通道的主要反应场所，因此需具备高电子电导率和氧离子传导率，且在高温下对氧析出反应具有较高的催化活性[33-39].同时，需要在强氧化性环境下具备良好的结构和性能稳定性，为维持气体传输，一般为多孔结构.La x Sr1-x MnO3(LSM)与其他部件的热膨胀系数匹配度高，电子电导率高，是最早用于SOEC阳极的材料.然而，由于LSM为纯电子导体，氧析出反应极化阻抗较大，因此限制了其应用.为提高阳极电催化活性、降低极化阻抗，同时具备离子电导和电子电导的混合离子导体La x Sr1-x CoO3(LSC)、La x Sr1-x Co y Fe1-y O3(LSCF)等钙钛矿类材料受到广泛关注[19,30,32,40-44]. ...
A review of sulfur poisoning of solid oxide fuel cell cathode materials for solid oxide fuel cells
1
2020
... 阳极是氧离子还原生成氧气并为氧气提供排出通道的主要反应场所，因此需具备高电子电导率和氧离子传导率，且在高温下对氧析出反应具有较高的催化活性[33-39].同时，需要在强氧化性环境下具备良好的结构和性能稳定性，为维持气体传输，一般为多孔结构.La x Sr1-x MnO3(LSM)与其他部件的热膨胀系数匹配度高，电子电导率高，是最早用于SOEC阳极的材料.然而，由于LSM为纯电子导体，氧析出反应极化阻抗较大，因此限制了其应用.为提高阳极电催化活性、降低极化阻抗，同时具备离子电导和电子电导的混合离子导体La x Sr1-x CoO3(LSC)、La x Sr1-x Co y Fe1-y O3(LSCF)等钙钛矿类材料受到广泛关注[19,30,32,40-44]. ...
Review of composite cathodes for intermediate-temperature solid oxide fuel cell applications
0
2020
Increasing complexity approach to the fundamental surface and interface chemistry on SOFC anode materials
0
2020
Superionic conductivity in ceria-based heterostructure composites for low-temperature solid oxide fuel cells
0
2020
Synthesis and electrical properties of strontium-doped lanthanum ferrite with perovskite-type structure
0
2020
Latest development of double perovskite electrode materials for solid oxide fuel cells：a review
0
2019
Highly efficient reversible protonic ceramic electrochemical cells for power generation and fuel production
1
2019
... 阳极是氧离子还原生成氧气并为氧气提供排出通道的主要反应场所，因此需具备高电子电导率和氧离子传导率，且在高温下对氧析出反应具有较高的催化活性[33-39].同时，需要在强氧化性环境下具备良好的结构和性能稳定性，为维持气体传输，一般为多孔结构.La x Sr1-x MnO3(LSM)与其他部件的热膨胀系数匹配度高，电子电导率高，是最早用于SOEC阳极的材料.然而，由于LSM为纯电子导体，氧析出反应极化阻抗较大，因此限制了其应用.为提高阳极电催化活性、降低极化阻抗，同时具备离子电导和电子电导的混合离子导体La x Sr1-x CoO3(LSC)、La x Sr1-x Co y Fe1-y O3(LSCF)等钙钛矿类材料受到广泛关注[19,30,32,40-44]. ...
Strongly correlated perovskite fuel cells
1
2016
... 阳极是氧离子还原生成氧气并为氧气提供排出通道的主要反应场所，因此需具备高电子电导率和氧离子传导率，且在高温下对氧析出反应具有较高的催化活性[33-39].同时，需要在强氧化性环境下具备良好的结构和性能稳定性，为维持气体传输，一般为多孔结构.La x Sr1-x MnO3(LSM)与其他部件的热膨胀系数匹配度高，电子电导率高，是最早用于SOEC阳极的材料.然而，由于LSM为纯电子导体，氧析出反应极化阻抗较大，因此限制了其应用.为提高阳极电催化活性、降低极化阻抗，同时具备离子电导和电子电导的混合离子导体La x Sr1-x CoO3(LSC)、La x Sr1-x Co y Fe1-y O3(LSCF)等钙钛矿类材料受到广泛关注[19,30,32,40-44]. ...
Anionic redox processes for electrochemical devices
0
2016
Improved chemical and electrochemical stability of perovskite oxides with less reducible cations at the surface
0
2016
Eliminating degradation in solid oxide electrochemical cells by reversible operation
0
2015
A perovskite oxide optimized for oxygen evolution catalysis from molecular orbital principles
2
2011
... 阳极是氧离子还原生成氧气并为氧气提供排出通道的主要反应场所，因此需具备高电子电导率和氧离子传导率，且在高温下对氧析出反应具有较高的催化活性[33-39].同时，需要在强氧化性环境下具备良好的结构和性能稳定性，为维持气体传输，一般为多孔结构.La x Sr1-x MnO3(LSM)与其他部件的热膨胀系数匹配度高，电子电导率高，是最早用于SOEC阳极的材料.然而，由于LSM为纯电子导体，氧析出反应极化阻抗较大，因此限制了其应用.为提高阳极电催化活性、降低极化阻抗，同时具备离子电导和电子电导的混合离子导体La x Sr1-x CoO3(LSC)、La x Sr1-x Co y Fe1-y O3(LSCF)等钙钛矿类材料受到广泛关注[19,30,32,40-44]. ...
... 目前，提高阳极电化学反应活性的常见方法可分为2类.一类是通过材料掺杂等改性方法提升材料本征电催化活性.Suntivich等[44]研究发现，钙钛矿材料的B元素eg轨道电子填充数量与阳极活性呈火山型关系，且eg轨道电子数量为1.3的Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ 表现出最高的电化学活性. ...
Robust anode-supported cells with fast oxygen release channels for efficient and stable CO2 electrolysis at ultrahigh current densities
2
2021
... 不同类型的SOEC[45]如图3所示，根据支撑体的不同，SOEC分为电解质支撑型、阴极支撑型、金属支撑型和阳极支撑型.电解质的烧结性能好，机械强度高，可以作为SOEC的良好支撑体，阴极和阳极通过丝网印刷等方式，以薄膜形式黏附在电解质支撑体两侧.然而，由于YSZ电解质的电导率比电极材料低3个数量级，SOEC的欧姆阻抗主要来自电解质，为了降低电解质层的欧姆损失、提高电解池的性能，一般将电解质薄膜化，电解质支撑型和金属支撑型SOEC得到关注和发展.阴极支撑型SOEC是目前使用最多的电解池类型.此外，南京工业大学邵宗平课题组近期也开发出了阳极支撑型SOEC结构，为SOEC的制备提供了新路径[45]. ...
... [45]. ...
“双碳”目标下绿氢制备及应用技术发展现状综述
1
2021
... 在“双碳”目标的背景下，绿氢制备技术日益受到关注[46].高温SOEC水蒸气电解制氢是一种应用前景广阔的绿氢制备技术，降低绿氢制备成本是目前氢能规模化、产业化的迫切需求.相比于低温电解制氢，高温SOEC电解制氢的能耗更低，电解电流密度更大.进一步提高电解装置电流密度、增加SOEC单堆产能是降低绿氢制备成本，推进制氢装置小型化、模块化的重要途径，也是目前的研究热点. ...
“双碳”目标下绿氢制备及应用技术发展现状综述
1
2021
... 在“双碳”目标的背景下，绿氢制备技术日益受到关注[46].高温SOEC水蒸气电解制氢是一种应用前景广阔的绿氢制备技术，降低绿氢制备成本是目前氢能规模化、产业化的迫切需求.相比于低温电解制氢，高温SOEC电解制氢的能耗更低，电解电流密度更大.进一步提高电解装置电流密度、增加SOEC单堆产能是降低绿氢制备成本，推进制氢装置小型化、模块化的重要途径，也是目前的研究热点. ...
Solid oxide electrolysis cells：degradation at high current densities
1
2010
... 阳极电化学反应活性不足是限制SOEC电流密度提升的核心难题.Knibbe等[47]在研究中发现，普通的LSM-YSZ电极会使氧气分压强升高，阻碍氧气的生成与快速排出，降低氧离子通过性，进而增加阻抗，降低SOEC电流密度. ...
Micro-/nanohoneycomb solid oxide electrolysis cell anodes with ultralarge current tolerance
2
2018
... 另一类方法是通过阳极结构调控提高阳极活性，见图4、5.文献[48-49]结合冷冻干燥法与溶液浸渗法，制备具有高强度、高取向、高孔隙率、高比表面积微通道结构的阳极(见图4(a)、(b))，为阳极电化学反应提供了充足的反应活性位点和高通量气体传输路径.800 ℃时该电极极化阻抗为0.009 4 Ω/cm2，1.3 V电解电压下的全电池电流密度为5.96 A/cm2.美国Idaho国家实验室[50]采用自组装法在电解质表面制备具有超多孔纤维结构的阳极(见图4(c)、(d))，电极孔隙率高达57.7%，拓宽氧气排出路径，并在阳极/电解质界面处形成牢固的桥接结构增强界面强度，二者共同作用提升了电解池的大电流耐受性，600 ℃、1.6 V时H2O电解电流密度为2.06 A/cm2.文献[51]采用高温喷雾热解法制备纳米级均匀混合的Sm0.5Sr0.5CoO3-δ - ...
... 氢能被认为是除电能以外推动未来能源系统清洁化转型最重要的能源载体和媒介[52].高温SOEC是一种高效率、高产量的绿氢制备技术，目前该技术已进入从中试到示范工程的产业化关键时期.国际上，美国Bloom Energy将SOEC装置生产能力提升至2 GW，同时将与Xcel Energy和爱达荷国家实验室合作，通过核能制氢路线实现工业和农业等领域的脱碳[53].美国能源部认为核能电解制氢是重要的清洁氢能制备路径，并计划在2024年前为4座核电站配备制氢设备，预计最早于2023年开始投入生产[54-55].在国内，清华大学胡浩然团队在2022年7月完成了首台千瓦级SOEC制氢样机运行测试，为SOEC规模化提供了技术储备和支撑[56].核能耦合高温电解制氢是国际公认的大规模清洁化制氢技术.清华大学核研院自主研发的第4代核反应堆(高温气冷堆)已达到世界先进水平，目前已实现200 MW示范项目满功率运行[57].为了拓展核能除发电之外的多样化、高效化应用，核研院同步开展了核能耦合电解制氢技术的研发.该研究团队在高性能SOEC新材料、新结构、新装置开发方面具备近20年的深厚积累[58-64]，完成了从关键材料制备、核心组件开发到电堆、系统研制及示范的贯穿式研究过程[7-8,48,65-69]，主要开展了千瓦级电堆、6~8 kW电堆模块、1.5 m3/h(标准状态下)制氢样机装备、实验室规模高温共电解制油系统开发、轻质化电堆开发，以及适用于极恶劣环境下高性能电堆开发等工作，推动了该技术向工程化应用快速迈进.SOEC的规模化和产业化将会为低成本绿氢制备提供新方案和新思路. ...
A novel solid oxide electrolysis cell with micro-/nano channel anode for electrolysis at ultra-high current density over 5 A?cm-2
1
2022
... 另一类方法是通过阳极结构调控提高阳极活性，见图4、5.文献[48-49]结合冷冻干燥法与溶液浸渗法，制备具有高强度、高取向、高孔隙率、高比表面积微通道结构的阳极(见图4(a)、(b))，为阳极电化学反应提供了充足的反应活性位点和高通量气体传输路径.800 ℃时该电极极化阻抗为0.009 4 Ω/cm2，1.3 V电解电压下的全电池电流密度为5.96 A/cm2.美国Idaho国家实验室[50]采用自组装法在电解质表面制备具有超多孔纤维结构的阳极(见图4(c)、(d))，电极孔隙率高达57.7%，拓宽氧气排出路径，并在阳极/电解质界面处形成牢固的桥接结构增强界面强度，二者共同作用提升了电解池的大电流耐受性，600 ℃、1.6 V时H2O电解电流密度为2.06 A/cm2.文献[51]采用高温喷雾热解法制备纳米级均匀混合的Sm0.5Sr0.5CoO3-δ - ...
3D self-architectured steam electrode enabled efficient and durable hydrogen production in a proton-conducting solid oxide electrolysis cell at temperatures lower than 600 ℃
1
2018
... 另一类方法是通过阳极结构调控提高阳极活性，见图4、5.文献[48-49]结合冷冻干燥法与溶液浸渗法，制备具有高强度、高取向、高孔隙率、高比表面积微通道结构的阳极(见图4(a)、(b))，为阳极电化学反应提供了充足的反应活性位点和高通量气体传输路径.800 ℃时该电极极化阻抗为0.009 4 Ω/cm2，1.3 V电解电压下的全电池电流密度为5.96 A/cm2.美国Idaho国家实验室[50]采用自组装法在电解质表面制备具有超多孔纤维结构的阳极(见图4(c)、(d))，电极孔隙率高达57.7%，拓宽氧气排出路径，并在阳极/电解质界面处形成牢固的桥接结构增强界面强度，二者共同作用提升了电解池的大电流耐受性，600 ℃、1.6 V时H2O电解电流密度为2.06 A/cm2.文献[51]采用高温喷雾热解法制备纳米级均匀混合的Sm0.5Sr0.5CoO3-δ - ...
Nanocomposite electrodes for high current density over 3 A?cm-2 in solid oxide electrolysis cells
1
2019
... 另一类方法是通过阳极结构调控提高阳极活性，见图4、5.文献[48-49]结合冷冻干燥法与溶液浸渗法，制备具有高强度、高取向、高孔隙率、高比表面积微通道结构的阳极(见图4(a)、(b))，为阳极电化学反应提供了充足的反应活性位点和高通量气体传输路径.800 ℃时该电极极化阻抗为0.009 4 Ω/cm2，1.3 V电解电压下的全电池电流密度为5.96 A/cm2.美国Idaho国家实验室[50]采用自组装法在电解质表面制备具有超多孔纤维结构的阳极(见图4(c)、(d))，电极孔隙率高达57.7%，拓宽氧气排出路径，并在阳极/电解质界面处形成牢固的桥接结构增强界面强度，二者共同作用提升了电解池的大电流耐受性，600 ℃、1.6 V时H2O电解电流密度为2.06 A/cm2.文献[51]采用高温喷雾热解法制备纳米级均匀混合的Sm0.5Sr0.5CoO3-δ - ...
考虑热能动态平衡的含氢储能的综合能源系统热电优化
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2023
... 氢能被认为是除电能以外推动未来能源系统清洁化转型最重要的能源载体和媒介[52].高温SOEC是一种高效率、高产量的绿氢制备技术，目前该技术已进入从中试到示范工程的产业化关键时期.国际上，美国Bloom Energy将SOEC装置生产能力提升至2 GW，同时将与Xcel Energy和爱达荷国家实验室合作，通过核能制氢路线实现工业和农业等领域的脱碳[53].美国能源部认为核能电解制氢是重要的清洁氢能制备路径，并计划在2024年前为4座核电站配备制氢设备，预计最早于2023年开始投入生产[54-55].在国内，清华大学胡浩然团队在2022年7月完成了首台千瓦级SOEC制氢样机运行测试，为SOEC规模化提供了技术储备和支撑[56].核能耦合高温电解制氢是国际公认的大规模清洁化制氢技术.清华大学核研院自主研发的第4代核反应堆(高温气冷堆)已达到世界先进水平，目前已实现200 MW示范项目满功率运行[57].为了拓展核能除发电之外的多样化、高效化应用，核研院同步开展了核能耦合电解制氢技术的研发.该研究团队在高性能SOEC新材料、新结构、新装置开发方面具备近20年的深厚积累[58-64]，完成了从关键材料制备、核心组件开发到电堆、系统研制及示范的贯穿式研究过程[7-8,48,65-69]，主要开展了千瓦级电堆、6~8 kW电堆模块、1.5 m3/h(标准状态下)制氢样机装备、实验室规模高温共电解制油系统开发、轻质化电堆开发，以及适用于极恶劣环境下高性能电堆开发等工作，推动了该技术向工程化应用快速迈进.SOEC的规模化和产业化将会为低成本绿氢制备提供新方案和新思路. ...
考虑热能动态平衡的含氢储能的综合能源系统热电优化
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2023
... 氢能被认为是除电能以外推动未来能源系统清洁化转型最重要的能源载体和媒介[52].高温SOEC是一种高效率、高产量的绿氢制备技术，目前该技术已进入从中试到示范工程的产业化关键时期.国际上，美国Bloom Energy将SOEC装置生产能力提升至2 GW，同时将与Xcel Energy和爱达荷国家实验室合作，通过核能制氢路线实现工业和农业等领域的脱碳[53].美国能源部认为核能电解制氢是重要的清洁氢能制备路径，并计划在2024年前为4座核电站配备制氢设备，预计最早于2023年开始投入生产[54-55].在国内，清华大学胡浩然团队在2022年7月完成了首台千瓦级SOEC制氢样机运行测试，为SOEC规模化提供了技术储备和支撑[56].核能耦合高温电解制氢是国际公认的大规模清洁化制氢技术.清华大学核研院自主研发的第4代核反应堆(高温气冷堆)已达到世界先进水平，目前已实现200 MW示范项目满功率运行[57].为了拓展核能除发电之外的多样化、高效化应用，核研院同步开展了核能耦合电解制氢技术的研发.该研究团队在高性能SOEC新材料、新结构、新装置开发方面具备近20年的深厚积累[58-64]，完成了从关键材料制备、核心组件开发到电堆、系统研制及示范的贯穿式研究过程[7-8,48,65-69]，主要开展了千瓦级电堆、6~8 kW电堆模块、1.5 m3/h(标准状态下)制氢样机装备、实验室规模高温共电解制油系统开发、轻质化电堆开发，以及适用于极恶劣环境下高性能电堆开发等工作，推动了该技术向工程化应用快速迈进.SOEC的规模化和产业化将会为低成本绿氢制备提供新方案和新思路. ...
Bloom在美启动批量SOEC电解槽生产线
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... 氢能被认为是除电能以外推动未来能源系统清洁化转型最重要的能源载体和媒介[52].高温SOEC是一种高效率、高产量的绿氢制备技术，目前该技术已进入从中试到示范工程的产业化关键时期.国际上，美国Bloom Energy将SOEC装置生产能力提升至2 GW，同时将与Xcel Energy和爱达荷国家实验室合作，通过核能制氢路线实现工业和农业等领域的脱碳[53].美国能源部认为核能电解制氢是重要的清洁氢能制备路径，并计划在2024年前为4座核电站配备制氢设备，预计最早于2023年开始投入生产[54-55].在国内，清华大学胡浩然团队在2022年7月完成了首台千瓦级SOEC制氢样机运行测试，为SOEC规模化提供了技术储备和支撑[56].核能耦合高温电解制氢是国际公认的大规模清洁化制氢技术.清华大学核研院自主研发的第4代核反应堆(高温气冷堆)已达到世界先进水平，目前已实现200 MW示范项目满功率运行[57].为了拓展核能除发电之外的多样化、高效化应用，核研院同步开展了核能耦合电解制氢技术的研发.该研究团队在高性能SOEC新材料、新结构、新装置开发方面具备近20年的深厚积累[58-64]，完成了从关键材料制备、核心组件开发到电堆、系统研制及示范的贯穿式研究过程[7-8,48,65-69]，主要开展了千瓦级电堆、6~8 kW电堆模块、1.5 m3/h(标准状态下)制氢样机装备、实验室规模高温共电解制油系统开发、轻质化电堆开发，以及适用于极恶劣环境下高性能电堆开发等工作，推动了该技术向工程化应用快速迈进.SOEC的规模化和产业化将会为低成本绿氢制备提供新方案和新思路. ...
Bloom在美启动批量SOEC电解槽生产线
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... 氢能被认为是除电能以外推动未来能源系统清洁化转型最重要的能源载体和媒介[52].高温SOEC是一种高效率、高产量的绿氢制备技术，目前该技术已进入从中试到示范工程的产业化关键时期.国际上，美国Bloom Energy将SOEC装置生产能力提升至2 GW，同时将与Xcel Energy和爱达荷国家实验室合作，通过核能制氢路线实现工业和农业等领域的脱碳[53].美国能源部认为核能电解制氢是重要的清洁氢能制备路径，并计划在2024年前为4座核电站配备制氢设备，预计最早于2023年开始投入生产[54-55].在国内，清华大学胡浩然团队在2022年7月完成了首台千瓦级SOEC制氢样机运行测试，为SOEC规模化提供了技术储备和支撑[56].核能耦合高温电解制氢是国际公认的大规模清洁化制氢技术.清华大学核研院自主研发的第4代核反应堆(高温气冷堆)已达到世界先进水平，目前已实现200 MW示范项目满功率运行[57].为了拓展核能除发电之外的多样化、高效化应用，核研院同步开展了核能耦合电解制氢技术的研发.该研究团队在高性能SOEC新材料、新结构、新装置开发方面具备近20年的深厚积累[58-64]，完成了从关键材料制备、核心组件开发到电堆、系统研制及示范的贯穿式研究过程[7-8,48,65-69]，主要开展了千瓦级电堆、6~8 kW电堆模块、1.5 m3/h(标准状态下)制氢样机装备、实验室规模高温共电解制油系统开发、轻质化电堆开发，以及适用于极恶劣环境下高性能电堆开发等工作，推动了该技术向工程化应用快速迈进.SOEC的规模化和产业化将会为低成本绿氢制备提供新方案和新思路. ...
INFOGRAPHIC：clean hydrogen powered by nuclear energy
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... 氢能被认为是除电能以外推动未来能源系统清洁化转型最重要的能源载体和媒介[52].高温SOEC是一种高效率、高产量的绿氢制备技术，目前该技术已进入从中试到示范工程的产业化关键时期.国际上，美国Bloom Energy将SOEC装置生产能力提升至2 GW，同时将与Xcel Energy和爱达荷国家实验室合作，通过核能制氢路线实现工业和农业等领域的脱碳[53].美国能源部认为核能电解制氢是重要的清洁氢能制备路径，并计划在2024年前为4座核电站配备制氢设备，预计最早于2023年开始投入生产[54-55].在国内，清华大学胡浩然团队在2022年7月完成了首台千瓦级SOEC制氢样机运行测试，为SOEC规模化提供了技术储备和支撑[56].核能耦合高温电解制氢是国际公认的大规模清洁化制氢技术.清华大学核研院自主研发的第4代核反应堆(高温气冷堆)已达到世界先进水平，目前已实现200 MW示范项目满功率运行[57].为了拓展核能除发电之外的多样化、高效化应用，核研院同步开展了核能耦合电解制氢技术的研发.该研究团队在高性能SOEC新材料、新结构、新装置开发方面具备近20年的深厚积累[58-64]，完成了从关键材料制备、核心组件开发到电堆、系统研制及示范的贯穿式研究过程[7-8,48,65-69]，主要开展了千瓦级电堆、6~8 kW电堆模块、1.5 m3/h(标准状态下)制氢样机装备、实验室规模高温共电解制油系统开发、轻质化电堆开发，以及适用于极恶劣环境下高性能电堆开发等工作，推动了该技术向工程化应用快速迈进.SOEC的规模化和产业化将会为低成本绿氢制备提供新方案和新思路. ...
4 nuclear power plants gearing up for clean hydrogen production
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... 氢能被认为是除电能以外推动未来能源系统清洁化转型最重要的能源载体和媒介[52].高温SOEC是一种高效率、高产量的绿氢制备技术，目前该技术已进入从中试到示范工程的产业化关键时期.国际上，美国Bloom Energy将SOEC装置生产能力提升至2 GW，同时将与Xcel Energy和爱达荷国家实验室合作，通过核能制氢路线实现工业和农业等领域的脱碳[53].美国能源部认为核能电解制氢是重要的清洁氢能制备路径，并计划在2024年前为4座核电站配备制氢设备，预计最早于2023年开始投入生产[54-55].在国内，清华大学胡浩然团队在2022年7月完成了首台千瓦级SOEC制氢样机运行测试，为SOEC规模化提供了技术储备和支撑[56].核能耦合高温电解制氢是国际公认的大规模清洁化制氢技术.清华大学核研院自主研发的第4代核反应堆(高温气冷堆)已达到世界先进水平，目前已实现200 MW示范项目满功率运行[57].为了拓展核能除发电之外的多样化、高效化应用，核研院同步开展了核能耦合电解制氢技术的研发.该研究团队在高性能SOEC新材料、新结构、新装置开发方面具备近20年的深厚积累[58-64]，完成了从关键材料制备、核心组件开发到电堆、系统研制及示范的贯穿式研究过程[7-8,48,65-69]，主要开展了千瓦级电堆、6~8 kW电堆模块、1.5 m3/h(标准状态下)制氢样机装备、实验室规模高温共电解制油系统开发、轻质化电堆开发，以及适用于极恶劣环境下高性能电堆开发等工作，推动了该技术向工程化应用快速迈进.SOEC的规模化和产业化将会为低成本绿氢制备提供新方案和新思路. ...
清华大学固体氧化物电解池制氢系统样机开发项目通过验收
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... 氢能被认为是除电能以外推动未来能源系统清洁化转型最重要的能源载体和媒介[52].高温SOEC是一种高效率、高产量的绿氢制备技术，目前该技术已进入从中试到示范工程的产业化关键时期.国际上，美国Bloom Energy将SOEC装置生产能力提升至2 GW，同时将与Xcel Energy和爱达荷国家实验室合作，通过核能制氢路线实现工业和农业等领域的脱碳[53].美国能源部认为核能电解制氢是重要的清洁氢能制备路径，并计划在2024年前为4座核电站配备制氢设备，预计最早于2023年开始投入生产[54-55].在国内，清华大学胡浩然团队在2022年7月完成了首台千瓦级SOEC制氢样机运行测试，为SOEC规模化提供了技术储备和支撑[56].核能耦合高温电解制氢是国际公认的大规模清洁化制氢技术.清华大学核研院自主研发的第4代核反应堆(高温气冷堆)已达到世界先进水平，目前已实现200 MW示范项目满功率运行[57].为了拓展核能除发电之外的多样化、高效化应用，核研院同步开展了核能耦合电解制氢技术的研发.该研究团队在高性能SOEC新材料、新结构、新装置开发方面具备近20年的深厚积累[58-64]，完成了从关键材料制备、核心组件开发到电堆、系统研制及示范的贯穿式研究过程[7-8,48,65-69]，主要开展了千瓦级电堆、6~8 kW电堆模块、1.5 m3/h(标准状态下)制氢样机装备、实验室规模高温共电解制油系统开发、轻质化电堆开发，以及适用于极恶劣环境下高性能电堆开发等工作，推动了该技术向工程化应用快速迈进.SOEC的规模化和产业化将会为低成本绿氢制备提供新方案和新思路. ...
清华大学固体氧化物电解池制氢系统样机开发项目通过验收
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... 氢能被认为是除电能以外推动未来能源系统清洁化转型最重要的能源载体和媒介[52].高温SOEC是一种高效率、高产量的绿氢制备技术，目前该技术已进入从中试到示范工程的产业化关键时期.国际上，美国Bloom Energy将SOEC装置生产能力提升至2 GW，同时将与Xcel Energy和爱达荷国家实验室合作，通过核能制氢路线实现工业和农业等领域的脱碳[53].美国能源部认为核能电解制氢是重要的清洁氢能制备路径，并计划在2024年前为4座核电站配备制氢设备，预计最早于2023年开始投入生产[54-55].在国内，清华大学胡浩然团队在2022年7月完成了首台千瓦级SOEC制氢样机运行测试，为SOEC规模化提供了技术储备和支撑[56].核能耦合高温电解制氢是国际公认的大规模清洁化制氢技术.清华大学核研院自主研发的第4代核反应堆(高温气冷堆)已达到世界先进水平，目前已实现200 MW示范项目满功率运行[57].为了拓展核能除发电之外的多样化、高效化应用，核研院同步开展了核能耦合电解制氢技术的研发.该研究团队在高性能SOEC新材料、新结构、新装置开发方面具备近20年的深厚积累[58-64]，完成了从关键材料制备、核心组件开发到电堆、系统研制及示范的贯穿式研究过程[7-8,48,65-69]，主要开展了千瓦级电堆、6~8 kW电堆模块、1.5 m3/h(标准状态下)制氢样机装备、实验室规模高温共电解制油系统开发、轻质化电堆开发，以及适用于极恶劣环境下高性能电堆开发等工作，推动了该技术向工程化应用快速迈进.SOEC的规模化和产业化将会为低成本绿氢制备提供新方案和新思路. ...
清华大学固体氧化物电解池制氢系统样机开发项目通过验收
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... 氢能被认为是除电能以外推动未来能源系统清洁化转型最重要的能源载体和媒介[52].高温SOEC是一种高效率、高产量的绿氢制备技术，目前该技术已进入从中试到示范工程的产业化关键时期.国际上，美国Bloom Energy将SOEC装置生产能力提升至2 GW，同时将与Xcel Energy和爱达荷国家实验室合作，通过核能制氢路线实现工业和农业等领域的脱碳[53].美国能源部认为核能电解制氢是重要的清洁氢能制备路径，并计划在2024年前为4座核电站配备制氢设备，预计最早于2023年开始投入生产[54-55].在国内，清华大学胡浩然团队在2022年7月完成了首台千瓦级SOEC制氢样机运行测试，为SOEC规模化提供了技术储备和支撑[56].核能耦合高温电解制氢是国际公认的大规模清洁化制氢技术.清华大学核研院自主研发的第4代核反应堆(高温气冷堆)已达到世界先进水平，目前已实现200 MW示范项目满功率运行[57].为了拓展核能除发电之外的多样化、高效化应用，核研院同步开展了核能耦合电解制氢技术的研发.该研究团队在高性能SOEC新材料、新结构、新装置开发方面具备近20年的深厚积累[58-64]，完成了从关键材料制备、核心组件开发到电堆、系统研制及示范的贯穿式研究过程[7-8,48,65-69]，主要开展了千瓦级电堆、6~8 kW电堆模块、1.5 m3/h(标准状态下)制氢样机装备、实验室规模高温共电解制油系统开发、轻质化电堆开发，以及适用于极恶劣环境下高性能电堆开发等工作，推动了该技术向工程化应用快速迈进.SOEC的规模化和产业化将会为低成本绿氢制备提供新方案和新思路. ...
核能制氢技术的发展
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2011
... 氢能被认为是除电能以外推动未来能源系统清洁化转型最重要的能源载体和媒介[52].高温SOEC是一种高效率、高产量的绿氢制备技术，目前该技术已进入从中试到示范工程的产业化关键时期.国际上，美国Bloom Energy将SOEC装置生产能力提升至2 GW，同时将与Xcel Energy和爱达荷国家实验室合作，通过核能制氢路线实现工业和农业等领域的脱碳[53].美国能源部认为核能电解制氢是重要的清洁氢能制备路径，并计划在2024年前为4座核电站配备制氢设备，预计最早于2023年开始投入生产[54-55].在国内，清华大学胡浩然团队在2022年7月完成了首台千瓦级SOEC制氢样机运行测试，为SOEC规模化提供了技术储备和支撑[56].核能耦合高温电解制氢是国际公认的大规模清洁化制氢技术.清华大学核研院自主研发的第4代核反应堆(高温气冷堆)已达到世界先进水平，目前已实现200 MW示范项目满功率运行[57].为了拓展核能除发电之外的多样化、高效化应用，核研院同步开展了核能耦合电解制氢技术的研发.该研究团队在高性能SOEC新材料、新结构、新装置开发方面具备近20年的深厚积累[58-64]，完成了从关键材料制备、核心组件开发到电堆、系统研制及示范的贯穿式研究过程[7-8,48,65-69]，主要开展了千瓦级电堆、6~8 kW电堆模块、1.5 m3/h(标准状态下)制氢样机装备、实验室规模高温共电解制油系统开发、轻质化电堆开发，以及适用于极恶劣环境下高性能电堆开发等工作，推动了该技术向工程化应用快速迈进.SOEC的规模化和产业化将会为低成本绿氢制备提供新方案和新思路. ...
核能制氢技术的发展
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2011
... 氢能被认为是除电能以外推动未来能源系统清洁化转型最重要的能源载体和媒介[52].高温SOEC是一种高效率、高产量的绿氢制备技术，目前该技术已进入从中试到示范工程的产业化关键时期.国际上，美国Bloom Energy将SOEC装置生产能力提升至2 GW，同时将与Xcel Energy和爱达荷国家实验室合作，通过核能制氢路线实现工业和农业等领域的脱碳[53].美国能源部认为核能电解制氢是重要的清洁氢能制备路径，并计划在2024年前为4座核电站配备制氢设备，预计最早于2023年开始投入生产[54-55].在国内，清华大学胡浩然团队在2022年7月完成了首台千瓦级SOEC制氢样机运行测试，为SOEC规模化提供了技术储备和支撑[56].核能耦合高温电解制氢是国际公认的大规模清洁化制氢技术.清华大学核研院自主研发的第4代核反应堆(高温气冷堆)已达到世界先进水平，目前已实现200 MW示范项目满功率运行[57].为了拓展核能除发电之外的多样化、高效化应用，核研院同步开展了核能耦合电解制氢技术的研发.该研究团队在高性能SOEC新材料、新结构、新装置开发方面具备近20年的深厚积累[58-64]，完成了从关键材料制备、核心组件开发到电堆、系统研制及示范的贯穿式研究过程[7-8,48,65-69]，主要开展了千瓦级电堆、6~8 kW电堆模块、1.5 m3/h(标准状态下)制氢样机装备、实验室规模高温共电解制油系统开发、轻质化电堆开发，以及适用于极恶劣环境下高性能电堆开发等工作，推动了该技术向工程化应用快速迈进.SOEC的规模化和产业化将会为低成本绿氢制备提供新方案和新思路. ...
REBaCo2O5+ δ (RE=Pr, Nd, and Gd) as promising oxygen electrodes for intermediate-temperature solid oxide electrolysis cells
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2017
... 氢能被认为是除电能以外推动未来能源系统清洁化转型最重要的能源载体和媒介[52].高温SOEC是一种高效率、高产量的绿氢制备技术，目前该技术已进入从中试到示范工程的产业化关键时期.国际上，美国Bloom Energy将SOEC装置生产能力提升至2 GW，同时将与Xcel Energy和爱达荷国家实验室合作，通过核能制氢路线实现工业和农业等领域的脱碳[53].美国能源部认为核能电解制氢是重要的清洁氢能制备路径，并计划在2024年前为4座核电站配备制氢设备，预计最早于2023年开始投入生产[54-55].在国内，清华大学胡浩然团队在2022年7月完成了首台千瓦级SOEC制氢样机运行测试，为SOEC规模化提供了技术储备和支撑[56].核能耦合高温电解制氢是国际公认的大规模清洁化制氢技术.清华大学核研院自主研发的第4代核反应堆(高温气冷堆)已达到世界先进水平，目前已实现200 MW示范项目满功率运行[57].为了拓展核能除发电之外的多样化、高效化应用，核研院同步开展了核能耦合电解制氢技术的研发.该研究团队在高性能SOEC新材料、新结构、新装置开发方面具备近20年的深厚积累[58-64]，完成了从关键材料制备、核心组件开发到电堆、系统研制及示范的贯穿式研究过程[7-8,48,65-69]，主要开展了千瓦级电堆、6~8 kW电堆模块、1.5 m3/h(标准状态下)制氢样机装备、实验室规模高温共电解制油系统开发、轻质化电堆开发，以及适用于极恶劣环境下高性能电堆开发等工作，推动了该技术向工程化应用快速迈进.SOEC的规模化和产业化将会为低成本绿氢制备提供新方案和新思路. ...
Electrochemical performance of Co-containing mixed oxides as oxygen electrode materials for intermediate-temperature solid oxide electrolysis cells
0
2016
Investigation of single SOEC with BSCF anode and SDC barrier layer
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2012
Microstructural modification of the anode/electrolyte interface of SOEC for hydrogen production
0
2012
Measurement of oxygen reduction/evolution kinetics enhanced (La, Sr)CoO3/(La, Sr)2CoO4 hetero-structure oxygen electrode in operating temperature for SOCs
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2019
Preparation of NiO-YSZ composite powder by a combustion method and its application for cathode of SOEC
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2010
Preparation of LSM-YSZ composite powder for anode of solid oxide electrolysis cell and its activation mechanism
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2009
... 氢能被认为是除电能以外推动未来能源系统清洁化转型最重要的能源载体和媒介[52].高温SOEC是一种高效率、高产量的绿氢制备技术，目前该技术已进入从中试到示范工程的产业化关键时期.国际上，美国Bloom Energy将SOEC装置生产能力提升至2 GW，同时将与Xcel Energy和爱达荷国家实验室合作，通过核能制氢路线实现工业和农业等领域的脱碳[53].美国能源部认为核能电解制氢是重要的清洁氢能制备路径，并计划在2024年前为4座核电站配备制氢设备，预计最早于2023年开始投入生产[54-55].在国内，清华大学胡浩然团队在2022年7月完成了首台千瓦级SOEC制氢样机运行测试，为SOEC规模化提供了技术储备和支撑[56].核能耦合高温电解制氢是国际公认的大规模清洁化制氢技术.清华大学核研院自主研发的第4代核反应堆(高温气冷堆)已达到世界先进水平，目前已实现200 MW示范项目满功率运行[57].为了拓展核能除发电之外的多样化、高效化应用，核研院同步开展了核能耦合电解制氢技术的研发.该研究团队在高性能SOEC新材料、新结构、新装置开发方面具备近20年的深厚积累[58-64]，完成了从关键材料制备、核心组件开发到电堆、系统研制及示范的贯穿式研究过程[7-8,48,65-69]，主要开展了千瓦级电堆、6~8 kW电堆模块、1.5 m3/h(标准状态下)制氢样机装备、实验室规模高温共电解制油系统开发、轻质化电堆开发，以及适用于极恶劣环境下高性能电堆开发等工作，推动了该技术向工程化应用快速迈进.SOEC的规模化和产业化将会为低成本绿氢制备提供新方案和新思路. ...
Solid oxide fuel cell system for automobiles
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2022
... 氢能被认为是除电能以外推动未来能源系统清洁化转型最重要的能源载体和媒介[52].高温SOEC是一种高效率、高产量的绿氢制备技术，目前该技术已进入从中试到示范工程的产业化关键时期.国际上，美国Bloom Energy将SOEC装置生产能力提升至2 GW，同时将与Xcel Energy和爱达荷国家实验室合作，通过核能制氢路线实现工业和农业等领域的脱碳[53].美国能源部认为核能电解制氢是重要的清洁氢能制备路径，并计划在2024年前为4座核电站配备制氢设备，预计最早于2023年开始投入生产[54-55].在国内，清华大学胡浩然团队在2022年7月完成了首台千瓦级SOEC制氢样机运行测试，为SOEC规模化提供了技术储备和支撑[56].核能耦合高温电解制氢是国际公认的大规模清洁化制氢技术.清华大学核研院自主研发的第4代核反应堆(高温气冷堆)已达到世界先进水平，目前已实现200 MW示范项目满功率运行[57].为了拓展核能除发电之外的多样化、高效化应用，核研院同步开展了核能耦合电解制氢技术的研发.该研究团队在高性能SOEC新材料、新结构、新装置开发方面具备近20年的深厚积累[58-64]，完成了从关键材料制备、核心组件开发到电堆、系统研制及示范的贯穿式研究过程[7-8,48,65-69]，主要开展了千瓦级电堆、6~8 kW电堆模块、1.5 m3/h(标准状态下)制氢样机装备、实验室规模高温共电解制油系统开发、轻质化电堆开发，以及适用于极恶劣环境下高性能电堆开发等工作，推动了该技术向工程化应用快速迈进.SOEC的规模化和产业化将会为低成本绿氢制备提供新方案和新思路. ...
Enhanced oxygen reduction kinetics by a porous heterostructured cathode for intermediate temperature solid oxide fuel cells
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2020
Controlling crystal orientation in multilayered heterostructures toward high electro-catalytic activity for oxygen reduction reaction
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2019
Oxygen reduction kinetic enhancements of intermediate-temperature SOFC cathodes with novel Nd0.5Sr0.5CoO3- δ /Nd0.8Sr1.2CoO4± δ heterointerfaces
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2018
Segregation induced self-assembly of highly active perovskite for rapid oxygen reduction reaction
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2018
... 氢能被认为是除电能以外推动未来能源系统清洁化转型最重要的能源载体和媒介[52].高温SOEC是一种高效率、高产量的绿氢制备技术，目前该技术已进入从中试到示范工程的产业化关键时期.国际上，美国Bloom Energy将SOEC装置生产能力提升至2 GW，同时将与Xcel Energy和爱达荷国家实验室合作，通过核能制氢路线实现工业和农业等领域的脱碳[53].美国能源部认为核能电解制氢是重要的清洁氢能制备路径，并计划在2024年前为4座核电站配备制氢设备，预计最早于2023年开始投入生产[54-55].在国内，清华大学胡浩然团队在2022年7月完成了首台千瓦级SOEC制氢样机运行测试，为SOEC规模化提供了技术储备和支撑[56].核能耦合高温电解制氢是国际公认的大规模清洁化制氢技术.清华大学核研院自主研发的第4代核反应堆(高温气冷堆)已达到世界先进水平，目前已实现200 MW示范项目满功率运行[57].为了拓展核能除发电之外的多样化、高效化应用，核研院同步开展了核能耦合电解制氢技术的研发.该研究团队在高性能SOEC新材料、新结构、新装置开发方面具备近20年的深厚积累[58-64]，完成了从关键材料制备、核心组件开发到电堆、系统研制及示范的贯穿式研究过程[7-8,48,65-69]，主要开展了千瓦级电堆、6~8 kW电堆模块、1.5 m3/h(标准状态下)制氢样机装备、实验室规模高温共电解制油系统开发、轻质化电堆开发，以及适用于极恶劣环境下高性能电堆开发等工作，推动了该技术向工程化应用快速迈进.SOEC的规模化和产业化将会为低成本绿氢制备提供新方案和新思路. ...
catalytic activation and direct electroreduction on in-situ exsolved Fe/MnO x nanoparticles from (Pr, Ba)2-Mn2- y Fe y O5+ δ layered perovskites for SOEC cathodes
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... 相比于低温电解，高温电解的另一重要优势是可以电解含碳物质.通过在SOEC阴极通入CO2(或CO2与H2O的混合气)进行电解(或共电解)制备CO(或合成气)，并结合后端费托合成制备乙烯、甲醇等高附加值化学品，是一种有前景的“碳负”化工合成路线.在含有CO2的电解工艺中，提高阴极抗积碳能力是提高SOEC运行耐久性的重要路径.金属纳米颗粒溶出是提高阴极抗积碳能力的有效手段之一.Zhu等[70]以(Pr,Ba)2Mn2-y Fe y O5+δ 为基体材料，原位溶出了Fe纳米颗粒，将纯CO2的电解电流密度提升至638 mA/cm2，同时，通过理论计算发现，溶出纳米颗粒可以有效提高CO2的吸附能力和电子转移能力，从而提高电极材料的催化性能.文献[30]通过H2还原在阴极材料Sr2Fe1.4Ru0.1Mo0.5O6-δ 表面溶出了RuFe的纳米颗粒，该材料在800 ℃下CO2电解时的电流密度相比于溶出前的材料提高了74.6%，且实现了1 000 h的稳定运行.除此之外，Skafte等[71]研究发现，掺杂了氧化铈的阴极与镍电极相比更不容易积碳，因为完全氧化的铈很难使碳在其表面稳定生成.相关实验结果也表明，在一氧化碳组分体积分数达到95%时，二氧化铈依然不会积碳，而镍催化剂在一氧化碳占比为74%时就开始积碳. ...
Selective high-temperature CO2 electrolysis enabled by oxidized carbon intermediates
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2019
... 相比于低温电解，高温电解的另一重要优势是可以电解含碳物质.通过在SOEC阴极通入CO2(或CO2与H2O的混合气)进行电解(或共电解)制备CO(或合成气)，并结合后端费托合成制备乙烯、甲醇等高附加值化学品，是一种有前景的“碳负”化工合成路线.在含有CO2的电解工艺中，提高阴极抗积碳能力是提高SOEC运行耐久性的重要路径.金属纳米颗粒溶出是提高阴极抗积碳能力的有效手段之一.Zhu等[70]以(Pr,Ba)2Mn2-y Fe y O5+δ 为基体材料，原位溶出了Fe纳米颗粒，将纯CO2的电解电流密度提升至638 mA/cm2，同时，通过理论计算发现，溶出纳米颗粒可以有效提高CO2的吸附能力和电子转移能力，从而提高电极材料的催化性能.文献[30]通过H2还原在阴极材料Sr2Fe1.4Ru0.1Mo0.5O6-δ 表面溶出了RuFe的纳米颗粒，该材料在800 ℃下CO2电解时的电流密度相比于溶出前的材料提高了74.6%，且实现了1 000 h的稳定运行.除此之外，Skafte等[71]研究发现，掺杂了氧化铈的阴极与镍电极相比更不容易积碳，因为完全氧化的铈很难使碳在其表面稳定生成.相关实验结果也表明，在一氧化碳组分体积分数达到95%时，二氧化铈依然不会积碳，而镍催化剂在一氧化碳占比为74%时就开始积碳. ...
Selective oxidative coupling of methane to ethylene in a solid oxide electrolyser based on porous single-crystalline CeO2 monoliths
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2022
... 此外，常规电解的阳极生成的氧气经济效益低，且阳极过电位高，提高阳极产物经济效益是降低电解成本的有效方式.CO2电化学还原协同烷烃分子电化学氧化制烯烃如图6所示.在阳极侧通入还原性烷烃，利用阳极电解生成氧气前的中间活性氧，实现烷烃的选择性氧化制备烯烃，是降低阳极过电位、提高阳极产物经济效益的有效手段.此外，该工艺可以通过阳极过电位调控或催化剂有效调控活性氧的氧化性，实现烷烃的选择性氧化，为高选择性制烯烃提供了一种新路径.文献[72]采用多孔单晶CeO2作为阳极材料，进行了CO2电解耦合CH4选择性电化学氧化工艺研究，结果发现，电解电位可以有效调控中等活性氧物种的生成数量，从而促进CH4高选择性转化为C2 (C2H6，C2H4)产物，避免其过度氧化生成积碳或者CO等低附加值产物；在2 V的电解电位下，当CH4转化率为7%时，C2选择性超过99.5%.文献[73]则采用催化剂修饰的方式调控阳极活性氧的活性，避免烷烃过度氧化，其以表面负载γ-Al2O3的La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ -Sm0.2Ce0.8O2-δ 为阳极材料，进行乙烷的选择性氧化研究，结果表明，借助γ-Al2O3的钝化作用，可以有效减弱阳极活性氧的活性和流动性，从而避免乙烷的过度氧化，600 ℃时乙烷的最大转化率可达到29.1%，乙烯的最高选择性可达到92.5%. ...
Interfacial enhancement by γ-Al2O3 of electrochemical oxidative dehydrogenation of ethane to ethylene in solid oxide electrolysis cells
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2019
... 此外，常规电解的阳极生成的氧气经济效益低，且阳极过电位高，提高阳极产物经济效益是降低电解成本的有效方式.CO2电化学还原协同烷烃分子电化学氧化制烯烃如图6所示.在阳极侧通入还原性烷烃，利用阳极电解生成氧气前的中间活性氧，实现烷烃的选择性氧化制备烯烃，是降低阳极过电位、提高阳极产物经济效益的有效手段.此外，该工艺可以通过阳极过电位调控或催化剂有效调控活性氧的氧化性，实现烷烃的选择性氧化，为高选择性制烯烃提供了一种新路径.文献[72]采用多孔单晶CeO2作为阳极材料，进行了CO2电解耦合CH4选择性电化学氧化工艺研究，结果发现，电解电位可以有效调控中等活性氧物种的生成数量，从而促进CH4高选择性转化为C2 (C2H6，C2H4)产物，避免其过度氧化生成积碳或者CO等低附加值产物；在2 V的电解电位下，当CH4转化率为7%时，C2选择性超过99.5%.文献[73]则采用催化剂修饰的方式调控阳极活性氧的活性，避免烷烃过度氧化，其以表面负载γ-Al2O3的La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ -Sm0.2Ce0.8O2-δ 为阳极材料，进行乙烷的选择性氧化研究，结果表明，借助γ-Al2O3的钝化作用，可以有效减弱阳极活性氧的活性和流动性，从而避免乙烷的过度氧化，600 ℃时乙烷的最大转化率可达到29.1%，乙烯的最高选择性可达到92.5%. ...
La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5-O3- δ Ce0.8Sm0.2O1.9 as composite electrodes in symmetric solid electrolyte cells for electrochemical removal of nitric oxide
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2020
... 学者们将La0.6Sr0.4Fe1-x Mn x O3-δ 、La0.85Sr0.15FeO3、(La0.85Sr0.15)0.99MnO3、La1-x Sr x Co1-y Fe y O3-δ 等材料作为SOEC阴极材料，进行了NO x 的高温电解研究.文献[74]以La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3-δ (LSCM)-SDC为电极材料制备对称电池，进行了NO电解研究，结果表明，电极中SDC的引入可以扩展提高电极反应三相线，提升SOEC电化学性能，当SDC质量分数为30%时，NO转化率可高达69.2%. ...
Electrochemical synthesis of ammonia from wet nitrogen via a dual-chamber reactor using La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3- δ -Ce0.8Gd0.18Ca0.02O2- δ composite cathode
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2017
... 氧离子传导型SOEC电解制氨的阴极、阳极反应[75]分别如下： ...
... 以La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ -Ce0.8Gd0.18Ca0.02O2-δ 复合材料为氧离子传导型SOEC的阴极材料，Amar等[75]进行了制氨研究，结果表明，在400 ℃、1.4 V电解电位下，电解产氨速率为15 nmol⋅s-1⋅cm-2. ...
Sr x Ti0.6Fe0.4O3- δ (x=1.0, 0.9) catalysts for ammonia synthesis via proton-conducting solid oxide electrolysis cells (PCECs)
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2022
... 文献[76]采用质子传导型SOEC进行了合成氨研究，通过调控电极氧空位研究了电极材料改性对制氨性能的影响规律.通过调节Sr含量制备了不同氧含量的Sr x Ti0.6Fe0.4O3-δ (S x TF，x=0.9, 1)催化剂，并以其为阴极进行了制氨性能的测试，结果表明，在650 ℃、0.6 V电解电压下，STF和S0.9TF的制氨速率分别可达4.09、6.84 nmol⋅s-1⋅cm-2，氧空位提升有助于N2在电极表面的吸附，从而提高产氨速率. ...
An ammonia-hydrogen energy roadmap for carbon neutrality：opportunity and challenges in China
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2021
... 除了作为重要化工原料之外，氨还被认为是未来重要的能源载体.与氢气相比，氨具有更高的体积能量密度(13.6 MJ/L)，1 L液氨所蕴含的能量相当于高压下(35 MPa) 4.9 L氢气的能量.同时，氨的运输与储存成本也远低于氢气：氨气在1.0 MPa下就可以常温液化，一辆液氨运输卡车可以运载30 t液氨(相当于5.29 t氢气的能量)，而氢气长管拖车只能运输不到400 kg氢气.此外，氨储能拥有比其他液体(液氢、液化天然气、甲醇等)储能更高的能量效率和更低的平准化成本，而且氨的爆炸极限(16%~25%)比氢的爆炸极限(4%~76%)更小，安全性更高[77].规模化绿氨制备技术是氨储能产业化目前面临的主要困难，还有待进一步发展.国外已开始积极探索高温电解制氨技术的产业化，2022年9月，Topsoe和First Ammonia达成了5 GW级电解槽项目启动协议，这是首个工业规模SOEC绿氨生产项目[78]，该项目计划每年生产500万t绿氨，相当于每年减少CO2排放量1 300万t.随着SOEC电解制氨技术的进一步成熟和推广应用，其有望成为未来新能源产业的重要环节(见图8)，为国家新能源战略作出贡献. ...
绿氨制备：世界最大容量电解槽预定
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... 除了作为重要化工原料之外，氨还被认为是未来重要的能源载体.与氢气相比，氨具有更高的体积能量密度(13.6 MJ/L)，1 L液氨所蕴含的能量相当于高压下(35 MPa) 4.9 L氢气的能量.同时，氨的运输与储存成本也远低于氢气：氨气在1.0 MPa下就可以常温液化，一辆液氨运输卡车可以运载30 t液氨(相当于5.29 t氢气的能量)，而氢气长管拖车只能运输不到400 kg氢气.此外，氨储能拥有比其他液体(液氢、液化天然气、甲醇等)储能更高的能量效率和更低的平准化成本，而且氨的爆炸极限(16%~25%)比氢的爆炸极限(4%~76%)更小，安全性更高[77].规模化绿氨制备技术是氨储能产业化目前面临的主要困难，还有待进一步发展.国外已开始积极探索高温电解制氨技术的产业化，2022年9月，Topsoe和First Ammonia达成了5 GW级电解槽项目启动协议，这是首个工业规模SOEC绿氨生产项目[78]，该项目计划每年生产500万t绿氨，相当于每年减少CO2排放量1 300万t.随着SOEC电解制氨技术的进一步成熟和推广应用，其有望成为未来新能源产业的重要环节(见图8)，为国家新能源战略作出贡献. ...
绿氨制备：世界最大容量电解槽预定
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... 除了作为重要化工原料之外，氨还被认为是未来重要的能源载体.与氢气相比，氨具有更高的体积能量密度(13.6 MJ/L)，1 L液氨所蕴含的能量相当于高压下(35 MPa) 4.9 L氢气的能量.同时，氨的运输与储存成本也远低于氢气：氨气在1.0 MPa下就可以常温液化，一辆液氨运输卡车可以运载30 t液氨(相当于5.29 t氢气的能量)，而氢气长管拖车只能运输不到400 kg氢气.此外，氨储能拥有比其他液体(液氢、液化天然气、甲醇等)储能更高的能量效率和更低的平准化成本，而且氨的爆炸极限(16%~25%)比氢的爆炸极限(4%~76%)更小，安全性更高[77].规模化绿氨制备技术是氨储能产业化目前面临的主要困难，还有待进一步发展.国外已开始积极探索高温电解制氨技术的产业化，2022年9月，Topsoe和First Ammonia达成了5 GW级电解槽项目启动协议，这是首个工业规模SOEC绿氨生产项目[78]，该项目计划每年生产500万t绿氨，相当于每年减少CO2排放量1 300万t.随着SOEC电解制氨技术的进一步成熟和推广应用，其有望成为未来新能源产业的重要环节(见图8)，为国家新能源战略作出贡献. ...
