设计有效的外围辅助系统(balance of plant, BOP)对电解池进行热管理是提高系统效率的必要手段。实现热管理的核心元件为换热器,通过换热器设计,能够在系统中加入能量循环,回收利用出口气体余热。使用夹点分析设计换热网络或采用不同的换热器设计,可达到75%~83%的系统效率(LHV)。一种外围辅助系统设计示意图如图10所示。
能够电解CO2是高温电解技术的独特优势。不过,与电解H2O相比,电解CO2单位面积电阻率(area specific resistance,ASR)更高,且可能发生布杜阿尔反应等副反应,产生积碳覆盖阴极活性位点,降低电解池性能和使用寿命。通过控制流道中的CO/CO2比例,降低CO的体积分数,保证碳元素比例较低,可以显著降低积碳风险。
图10 一种外围辅助系统设计示意图 Fig.10 A BOP system design schematic
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