Esther Jaekel

 

Grenzbereiche der Ko-Elektrolyse

Produktgaszusammensetzung bei variierten CO2-Eingangsanteilen Urheberrecht: L.Dittrich Produktgaszusammensetzung bei variierten CO2-Eingangsanteilen

Zum Ausgleich der Fluktuationen der erneuerbaren Energieproduktion durch z. B. Wind- oder Solaranlagen wird an Speichertechnologien geforscht, die Energiespitzen auffangen und zu Zeiten einer Energieflaute diese wieder abgeben können. Eine Möglichkeit ist die Nutzung elektrischer Energie zur Elektrolyse, bei der nach dem sogenannten Power-to-X Konzept elektrochemisch Energieträger erzeugt werden. So können beispielsweise Wasser und Kohlenstoffdioxid in einer Co-Elektrolyse zu Synthesegas, einer Mischung aus CO und H2, konvertiert werden. Synthesegas ist ein wertvolles Rohstoffgemisch mit etablierter Folgechemie und kann zu synthetischen Treibstoffen, Methan oder anderen chemischen Rohstoffen umgesetzt werden. Die ideale Zusammensetzung des Synthesegases variiert je nach Anwendung und kann durch verschiedene Parameter in der Elektrolyse eingestellt werden. Das während der Co-Elektrolyse entstehende Produkt-Gemisch steht allerdings in einem komplexen thermodynamischen Gleichgewicht zwischen H2 und CO2 auf der einen und H2O und CO auf der anderen Seite, dem water gas shift (WGS) bzw. reverse water gas shift (RWGS). Daher ist es interessant zu untersuchen, wie das System auf einen Mangel an Wasser oder Kohlendioxid im Eingangsgas reagiert. Die Untersuchung der ablaufenden Prozesse dieser Grenzbereiche bei verschiedenen Betriebsparametern ist Aufgabe dieser Arbeit. Hierzu werden SOCs auf Ni-YSZ/YSZ/CGO/LSCF Basis elektrochemisch (Strom-Spannungs-Charakteristik, Impedanzspektroskopie) untersucht.