高温蒸汽电解制氢电极界面反应特性及衰减机理研究

氢气的高效、清洁、大规模制备方法是发展氢能经济的基础，现有的制氢技术难以满足这些要求。基于固体氧化物电解池（SOEC）的高温蒸汽电解制氢（HTSE）技术作为一种非常有前景的大规模核能制氢新方法，近三年受到国际上的迅速关注。但如何控制电解模式下的能量损失和性能衰减是HTSE实用化的关键。本研究以SOEC的关键材料为核心，通过电解模式下高效氧电极材料的筛选，阳极极化条件下材料的高温电化学性能和氧电极与薄膜电解质高温兼容性的研究，深入认识氧电极界面反应特性并进行相应的微观结构优化以降低阳极极化损失；利用微分阻抗分析技术，确定高温高湿条件Ni-YSZ氢电极迅速衰减机理并进行有效调控，提高阴极的耐候性；在此基础上，构建高效高温蒸汽电解制氢单体电解池，以提高系统的制氢效率、改善长期运行稳定性和减少电解池极化能量损失，研究成果可为该新工艺的进一步研究与应用奠定技术基础。