高溫共電解水和二氧化碳合成甲烷反應特性與系統研究

內容簡介

固體氧化物電解池（solid oxide electrolysis cell, SOEC）能利用可再生能源電力將H2O和CO2一步高效轉化為甲烷，同步實現CO2資源化利用和可再生能源電力儲存，促進可再生能源與天然氣網路的深度融合。為推進SOEC直接合成甲烷在可再生能源與天然氣融合的分散式能源系統中的套用，需要理解其內部的反應機理和反應傳遞耦合機制，以及系統中SOEC與其他部件的物質流和能量流傳輸原理。本書採用實驗測試、動力學計算和數值模擬結合的研究方法開展SOEC合成 CH4反應特性和系統研究。

圖書目錄

第1章引言

1.1研究背景及意義

1.2不同電儲能技術的特點

1.3不同電解池技術的特點

1.4固體氧化物電解池電制氣儲能

1.4.1基本工作原理

1.4.2發展歷程

1.4.3可逆化操作

1.4.4能量轉換過程

1.5SOEC共電解H2O/CO2合成CH4研究現狀

1.5.1SOEC界面電化學反應機理研究現狀

1.5.2SOEC單元產物定向調控與動態特性研究現狀

1.5.3SOEC電制氣儲能系統集成研究現狀

1.5.4研究存在的主要問題

1.6研究思路及研究內容

第2章圖案電極電化學反應機理研究

2.1概述

2.2圖案電極CO2/CO電化學反應機理

2.2.1實驗介紹

2.2.2電化學反應動力學參數

2.2.3反應速率控制步驟分析

2.2.4圖案電極基元反應模型

2.2.5圖案電極CO2/CO電化學反應機理

2.3圖案電極H2O/H2電化學反應機理

2.3.1電化學反應動力學參數

2.3.2反應速率控制步驟分析

2.3.3圖案電極基元反應模型

2.3.4圖案電極H2O/H2電化學反應機理

2.4本章小結

第3章管式單元共電解H2O/CO2定向合成CH4研究

3.1概述

3.2管式SOEC常壓共電解H2O/CO2直接合成

CH4實驗測試

3.2.1工作溫度和組分對電化學性能的影響

3.2.2工作溫度和組分對CH4生成特性的影響

3.3管式SOEC多物理場建模

3.3.1管式單元模型計算域與假設

3.3.2電化學反應動力學和電荷守恆方程

3.3.3多相催化反應動力學和質量守恆方程

3.3.4動量守恆方程

3.3.5能量守恆方程

3.3.6方程求解域和邊界條件

高溫共電解水和二氧化碳合成甲烷反應特性與系統研究

基本介紹

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