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Performance assessment of a 25 kW solid oxide cell module for hydrogen production and power generation

Amaya Duenas, Diana Maria und Ullmer, Dirk und Riedel, Marc und Salas Ventura, Santiago und Metten, Matthias und Tomberg, Marius und Heddrich, Marc P. und Ansar, S. Asif (2024) Performance assessment of a 25 kW solid oxide cell module for hydrogen production and power generation. International Journal of Hydrogen Energy, 59, Seiten 570-581. Elsevier. doi: 10.1016/j.ijhydene.2024.01.346. ISSN 0360-3199.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
12MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360319924003872

Kurzfassung

Hydrogen produced via water electrolysis from renewable electricity is considered a key energy carrier to defossilize hard-to-electrify sectors. Solid oxide cells (SOC) based reactors can supply hydrogen not only in electrolysis but also in fuel cell mode, when operating with (synthetic) natural gas or biogas at low conversion (polygeneration mode). However, the scale-up of SOC reactors to the multi-MW scale is still a research topic. Strategies for transient operation depending on electricity intermittency still need to be developed. In this work, a unique testing environment for SOC reactors allows reversible operation, demonstrating the successful switching between electrolysis (−75 kW) and polygeneration (25 kW) modes. Transient and steady state experiments show promising performance, with a net hydrogen production of 53 kg day−1 in SOEL operation with ca. −75 kW power input. The experimental results validate the scaling approach since the reactor shows homogenous temperature profiles.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/202761/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Performance assessment of a 25 kW solid oxide cell module for hydrogen production and power generation
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Amaya Duenas, Diana MariaDiana.AmayaDuenas (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4188-0062NICHT SPEZIFIZIERT
Ullmer, DirkDirk.Ullmer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0782-6759NICHT SPEZIFIZIERT
Riedel, MarcMarc.Riedel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8823-6760NICHT SPEZIFIZIERT
Salas Ventura, SantiagoSantiago.SalasVentura (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3433-3877NICHT SPEZIFIZIERT
Metten, MatthiasMatthias.Metten (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6524-6720NICHT SPEZIFIZIERT
Tomberg, Mariusmarius.tomberg (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7798-4229NICHT SPEZIFIZIERT
Heddrich, Marc P.Marc.Heddrich (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7037-0870NICHT SPEZIFIZIERT
Ansar, S. AsifSyed-Asif.Ansar (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6300-0313NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:15 März 2024
Erschienen in:International Journal of Hydrogen Energy
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:59
DOI:10.1016/j.ijhydene.2024.01.346
Seitenbereich:Seiten 570-581
Verlag:Elsevier
ISSN:0360-3199
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Hydrogen polygeneration; High Temperature Electrolysis (HTE); Solid Oxide Fuel Cell (SOFC); Solid Oxide Electrolysis (SOEL); Reversible Solid Oxide Cell (rSOC); Area Specific Resistance (ASR)
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Chemische Energieträger
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Elektrochemische Prozesse
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Energiesystemintegration
Hinterlegt von: Metten, Dr. Matthias
Hinterlegt am:29 Mai 2024 14:54
Letzte Änderung:05 Dez 2024 17:44

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