基于EIS和DRT的SOEC电解池阻抗贡献研究

邵晴; 王皓申; 罗凌虹; 关成志; 王建强

doi:10.13957/j.cnki.tcxb.2025.02.016

陶瓷学报 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (02) : 376 -386. DOI: 10.13957/j.cnki.tcxb.2025.02.016

基于EIS和DRT的SOEC电解池阻抗贡献研究

邵晴, 王皓申, 罗凌虹, 关成志, 王建强

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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(1×10～3 Hz～1×10～4 Hz)对应燃料电极中的氧离子传输，P2峰(1×10～2 Hz～1×10～3 Hz)与燃料电极的电荷转移有关，P3峰(50Hz～100 Hz)反映了氧电极中的电荷转移与离子传输，P4峰(1Hz～10Hz)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。