Bei der Festoxid-Elektrolyse-Technologie werden in Festoxid-Elektrolysezellen durch einen elektrochemischen Prozess aus Wasser und Strom Wasserstoff und Sauerstoff (Nebenprodukt) erzeugt. Wenn der Strom aus erneuerbaren Energiequellen stammt, wird der erzeugte Wasserstoff als grüner Wasserstoff bezeichnet.
Der durch Elektrolyse erzeugte Wasserstoff wird als grüner Wasserstoff bezeichnet, wenn er mit Strom aus erneuerbaren Energiequellen gespeist wird. Die Bedeutung der Elektrolyse nimmt mit dem schnellen Wachstum der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien weiter zu, da die Elektrolyse eine ideale Technologie zur Kopplung verschiedener Energiesektoren ist. Die Festoxid-Elektrolyse ist die Umkehrreaktion der Festoxid-Brennstoffzelle.
Im Vergleich zur Niedertemperatur-Elektrolyse ist die SOEC-Reaktion aufgrund der höheren Temperaturen thermodynamisch und kinetisch günstiger und benötigt daher weniger elektrische Energie, um die gleiche Menge H2 zu erzeugen. Wenn Wärme von außen zugeführt werden kann, kann der elektrische Wirkungsgrad von SOEC sogar über 100% liegen. Aus diesem Grund eignet sich SOEC vor allem für Anwendungen, bei denen Hochtemperaturabwärme aus bestehenden Prozessen zur Verfügung steht.
Neben der umweltfreundlichen Erzeugung von H2 kann SOEC auch zur Erzeugung von CO oder Synthesegas (d.h. einer Mischung aus H2 und CO) eingesetzt werden, wenn CO2 allein oder zusammen mit Wasserdampf zugeführt wird (in diesem Fall spricht man von Co-Elektrolyse). Die Zusammensetzung des Synthesegases kann durch die Steuerung des H2O/CO2-Verhältnisses in einem weiten Bereich eingestellt werden, wodurch sich die Co-Elektrolyse für die Integration mit verschiedenen nachgeschalteten chemischen Industrien eignet.
Darüber hinaus macht die einzigartige Möglichkeit des umgekehrten Betriebs mit denselben Zellen/Stacks die RSOC (reversible Festoxidzelle) zu einem vielversprechenden Kandidaten für Wasserstofftankstellen, Ladestationen, Energiespeicherung oder Netzausgleich. Das Umschalten zwischen SOFC- und SOEC-Betrieb wird kinetisch durch die Verfügbarkeit von Dampf begrenzt, nicht aber durch die elektrochemischen Eigenschaften der SOC selbst.
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