DLR-Jahresrückblick 2018
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來源：OFweek氢能网
日前，Deutsches Zentrum für Luft－und Raumfahrt（DLR）的一個團隊，成功地將太陽能熱量，整合到固體氧化物電解槽中。
原型系統的實驗裝置，由太陽能模擬器，太陽能蒸汽發生器，蒸汽蓄能器，和固體氧化物電解器組成。
用於製氫的太陽能加熱固體氧化物電解槽系統的實驗裝置
用太陽能蒸汽發生器，生產最大流量為 5.0 kg h-1 的熱蒸汽，與 10％H2 混合的一小部分（0.58kg h-1），供應至 12-cell 細胞固體氧化物電解器組，並使用 2 千瓦電力。
在 770℃ 和 -1.25Acm-2 的電流密度下，該電解槽效率為 93％ 時，蒸汽轉化率達 70％。目前，關於這項研究的論文，已發表在「電源雜誌」上。
研究人員表示，在更廣泛地使用諸如風能，光伏，和太陽能熱能的可再生能源的背景下，由於可再生能源的間歇可用性，以維持電力基礎設施的高穩定性，因此需要化學能源載體，用於電力儲存。水電解被認為是用於生產可持續氫氣，作為這種能量載體的有希望的途徑。
鹼性電解作為數十年來，經過充分驗證的技術，以及最近的質子交換膜（PEM）電解，目前正在低溫 100°C 以下的低溫範圍內，開發用於高性能間歇操作。
與低溫電解技術相比，在 700－1000℃ 的高溫狀態下，操作的固體氧化物電解（SOE），是一種有前景的新技術，其提供了一些額外的優點。
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固體氧化物電解電池（SOEC），和電池組的顯著更高的操作溫度，導致更快的反應動力學，從而實現潛在更高的電效率。從熱力學觀點來看，吸熱水分解反應的部分能量需求，可以透過來自太陽能熱能的高溫熱量，或來自工業過程的廢熱來提供，因此顯著降低了電能需求。
在傳統的高溫蒸汽電解中，水分解的總能量需求，作為電力供應。如前所述，透過太陽輻射的集中提供的高溫熱，例如在太陽能塔中，可以在 SOE 工藝中引入，用於蒸發和過熱水。
管式太陽能接收器，作為將太陽能熱量，整合到 SOE 工藝中的關鍵組件，已經開發用於在科隆的 DLR ，高通量太陽能模擬器中運行。在 DLR 項目「Future Fuels」的框架中，已經實現了由太陽能模擬器的熱量，驅動的太陽能接收器，與固體氧化物電解器的組合。
水分解反應的熱力學與溫度的關係
研究人員在 700℃ 和 -1.0Acm-2 的穩態操作，總共進行了 4 小時，總共產生 1600 L 的 H2，證明瞭太陽能熱 SOEC 操作的可行性。
實驗顯示，堆棧行為與蒸汽品質流量之間，存在強烈的相互作用。因此，正確控制蒸汽品質流量非常重要。而進一步的系統優化，包括減少外圍加熱管，增加系統組件的隔熱性，和開發高溫蒸汽蓄能器。
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