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Two-step thermochemical electrolysis: An approach for green hydrogen production

Pein, Mathias und Neumann, Nicole und Venstrom, Luke und Vieten, Josua und Roeb, Martin und Sattler, Christian (2021) Two-step thermochemical electrolysis: An approach for green hydrogen production. International Journal of Hydrogen Energy, 46 (49), Seiten 24909-24918. Elsevier. doi: 10.1016/j.ijhydene.2021.05.036. ISSN 0360-3199.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
1MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S036031992101750X?via%3Dihub

Kurzfassung

Electrolysis and thermochemical water splitting are approaches to produce green hydrogen that use either an electrical potential (electrolysis) or a chemical potential (thermochemical water splitting) to split water. Electrolysis is technologically mature when applied at low temperatures, but it requires large quantities of electrical energy. In contrast to electrolysis, thermochemical water splitting uses thermal energy, as thermal energy can typically be supplied at a lower unit cost than electrical energy using concentrating solar power. Thermochemical water splitting, however, typically suffers from high thermal losses at the extremely high process temperatures required, substantially increasing the total energy required. We show how, by combining electrical and chemical potentials, a novel and cost-efficient water splitting process can be envisioned that overcomes some of the challenges faced by conventional electrolysis and thermochemical water splitting. It uses a mixed ionic and electronic conducting perovskite with temperature-dependent oxygen non-stoichiometry as an anode in an electrolyzer. If solar energy is used as the primary source of all energy required in the process, the cost of the energy required to produce hydrogen could be lower than in high-temperature electrolysis by up to 7%.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/146067/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Two-step thermochemical electrolysis: An approach for green hydrogen production
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Pein, MathiasMathias.Pein (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2796-1229NICHT SPEZIFIZIERT
Neumann, NicoleNicole.Neumann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Venstrom, LukeLuke.Venstrom (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Vieten, JosuaJosua.Vieten (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Roeb, MartinMartin.Roeb (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sattler, ChristianChristian.Sattler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4314-1124NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:16 Juli 2021
Erschienen in:International Journal of Hydrogen Energy
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:46
DOI:10.1016/j.ijhydene.2021.05.036
Seitenbereich:Seiten 24909-24918
Verlag:Elsevier
ISSN:0360-3199
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Electrolysis Thermochemical cycle Water splitting Green hydrogen Solar fuel
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Chemische Energieträger
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SW - Solar- und Windenergie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Solare Brennstoffe
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Future Fuels
Institut für Future Fuels > Solarchemische Verfahrensentwicklung
Hinterlegt von: Bülow, Mark
Hinterlegt am:07 Jan 2022 11:53
Letzte Änderung:07 Jan 2022 11:53

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