邵 晴1, 2, 3,王皓申2,罗凌虹1,关成志2, 4,王建强2, 4
(1. 景德镇陶瓷大学,材料科学与工程学院,江西 景德镇 333403;2. 中国科学院上海应用物理研究所 氢能技术部,上海 201800;3. 江西陶瓷工艺美术职业技术学院,
江西 景德镇 333400;4. 上海氢程科技有限公司,上海 201800)
摘 要:固体氧化物电解池(SOEC)作为高效的电化学转化装置,其电化学性能取决于各个组件对总阻抗的贡献。采用电化学阻抗谱(EIS)和弛豫时间分布(DRT)技术,对固体氧化物电解池(SOEC)中各组件的阻抗贡献进行了系统分析。通过对不同气体组成和温度条件下的实验数据进行解析,识别了燃料电极和氧电极的电化学过程及其阻抗特征。DRT分析揭示了各个动力学过程相关的特征峰,P1峰(1×103 Hz~1×104 Hz)对应燃料电极中的氧离子传输,P2峰(1×102 Hz~1×103 Hz)与燃料电极的电荷转移有关,P3峰(50 Hz~100 Hz)反映了氧电极中的电荷转移与离子传输,P4峰(1 Hz~10 Hz)反映气体扩散,P5峰(0.1 Hz~1.0 Hz)则与氧电极中的气体扩散相关。基于此,构建了适合的等效电路模型(ECM),以精确描述SOEC各部分的电化学行为。该研究为理解SOEC内部的电化学过程、提升其稳定性和减小极化阻抗提供了理论依据和数据支持。
关键词:固体氧化物电解池;阻抗差异分析;DRT;EIS