在模拟可再生能源可逆循环操作的基础上,研究团队又开展了CO2的长期稳定电解研究。在750℃、75 vol.% CO2 - 25 vol.% H2气氛中以300mA/cm2恒定电流密度工况条件运行,电解CO2过程中,CO2转化率与CO生成速率基本保持稳定。CO2转化率稳定在42%~45%之间,CO生成速率稳定在180sccm~195sccm。由于较低的过电势损失且在不考虑连续提供的余热情况下,电解时的能量转换效率最高达到了109.6%。
研究团队采用自主研制的平管式结构电池,根据用电峰谷规律以及可再生能源工况确定了循环周期与稳定运行条件,使电池的工作状态更接近实际应用,从效率与运行寿命角度来看,该结构SOEC可较好地运用于电解CO2,为今后实现CO2转化利用、间歇性可再生能源存储提供了一条重要的途径。该工作以“Long-term stability of carbon dioxide electrolysis in a large-scale flat-tube solid oxide electrolysis cell based on double-sided air electrodes”为题发表在国际能源工程领域知名期刊Applied Energy上。该工作得到国家自然科学基金(U20A20251)、中国科学院“0~1”创新项目(ZOBDS-LY-JSC021)、浙江省重点研发项目(2021C0101)、宁波科技创新2025重大专项(2019B10046、2020Z107)等的支持。