W wysokopunktowanym czasopiśmie Energy Conversion and Management (IF 11,533, 200 pkt. MEiN) ukazał się artykuł Control-oriented performance prediction of solid oxide electrolysis cell and durability improvement through retard oxygen electrode delamination with reverse operation, który jest kolejną z cyklu prac dot. zagadnień degradacji elektrolizerów SOE, w szczególności na drodze delaminacji elektrody tlenowej.
W ramach prowadzonych prac, zaproponowany został wielkoskalowy model degradacji stałotlenkowych ogniw elektrochemicznych, pracujących w trybie ogniwa odwracalnego (SOFC/SOE, tj. rSOC – reversible solid oxide cell). Narzędzie uwzględnia: parametry strukturalne ogniwa w skali mikro, konfigurację i geometrię w skali mezo oraz osiągi ogniwa i ich charakterystykę ruchową w skali makro. Model degradacji został poddany walidacji z wykorzystaniem danych eksperymentalnych i pomiarów, prowadzonych w skali mikro i makro. Zastosowanie narzędzia numerycznego umożliwiło wyizolowanie i badanie procesów degradacyjnych z uwzględnieniem trybu prowadzenia zmian pomiędzy pracą ogniwa jako elektrolizera SOE i ogniwa paliwowego SOFC oraz odwrotnie, czasu pracy w każdym z trybów oraz temperatury prowadzenia procesu. Zaproponowane podejście, oparte na wieloskalowym modelu symulacyjnym, służy optymalizacji układów i mikrosieci, w których ogniwa rSOC, współpracujące ze źródłami OZE, eksploatowane są w trybie dynamicznej zmiany obciążenia. Współautorem publikacji jest dr hab. inż. Jakub Kupecki, prof. IEn.
Badania prowadzone były w ramach współpracy z Huazhong University of Science & Technology (Wuhan, Chiny) oraz Shenzhen Huazhong University of Science and Technology Research Institute (Shenzhen, Chiny), w ramach kilku projektów. Zagadnienia dotyczące warunków granicznych eksploatacji elektrolizera i mechanizmów degradacji na drodze delaminacji elektrody powietrznej są przedmiotem badań w ramach projektu NEXTH2: Opracowanie innowacyjnego stałotlenkowego elektrolizera (SOE) wytwarzanego niskokosztowymi technikami wytwórczymi jako kluczowego elementu nowoczesnych magazynów energii opartych na koncepcji power-to-gas finansowanego w ramach programu LIDER XII Narodowego Centrum Badań i Rozwoju (0003/L-12/2020).
Xia Z., Zhao D., Zhou Y., Deng Z., Kupecki J., Fu X., Li X., Control-oriented performance prediction of solid oxide electrolysis cell and durability improvement through retard oxygen electrode delamination with reverse operation, Energy Conversion and Management, 2023;277:116596 (IF 11.533) doi.org/10.1016/j.enconman.2022.116596
Pełny tekst publikacji: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0196890422013747