METHOD FOR TRANSIENT OPERATION OF A SOLID OXIDE ELECTROLYSIS CELL STACK

• Main Authors: HEIREDAL-CLAUSEN, THOMAS, KUNGAS, RAINER, NORBY, TOBIAS HOLT, BLENNOW, BENGT PETER GUSTAV, RASS-HANSEN, JEPPE
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 26.01.2023
• Subjects: APPARATUS THEREFOR; CHEMISTRY; ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTIONOF COMPOUNDS OR NON-METALS; METALLURGY

The invention relates to a method for transient operation of a solid oxide electrolysis cell (SOEC) stack having a cathode side and an anode side, the method comprising: supplying a flush gas comprising CO2 to said anode side; and applying a small electrol-ysis current of 0.001-0.05 A/cm2 active cell area, such as 0.01-0.05 A/cm2 active cell area, to the cells in the SOEC stack, for thereby generating oxygen in the anode side or for transporting to the anode side any oxygen already available in the cathode side. The method comprises also operating the SOEC stack during shut-down with a flush gas comprising CO2 on the anode side, and recycling anode product gas comprising oxygen being generated under prior normal operation of the SOEC stack, with no small current being applied. By the invention it is possible to generate small amounts of O2 to safeguard the pO2 and stability of the oxy-electrode in the anode side. The invention provides protection of not only the oxy-electrode, but also the fuel electrode in the cath-ode side. L'invention concerne un procédé pour faire fonctionner transitoirement un empilement de cellules d'électrolyse à oxyde solide (SOEC) ayant un côté cathode et un côté anode, le procédé comprenant les étapes consistant à : fournir un gaz de rinçage comprenant du CO2 audit côté anode; et appliquer un faible courant d'électrolyse de 0,001 à 0,05 A/cm2 de zone de cellule active, tel que 0,01 à 0,05 A/cm2 de zone de cellule active, aux cellules de l'empilement de SOEC, pour ainsi générer de l'oxygène dans le côté anode ou pour transporter vers le côté anode tout oxygène déjà disponible dans le côté cathode. Le procédé consiste également à faire fonctionner l'empilement de SOEC pendant l'arrêt avec un gaz de rinçage comprenant du CO2 sur le côté anode, et à recycler le gaz d'anode produit comprenant de l'oxygène généré lors d'un fonctionnement normal antérieur de l'empilement de SOEC, sans qu'aucun courant faible ne soit appliqué. Grâce à l'invention, il est possible de générer de petites quantités d'O2 pour protéger le pO2 et la stabilité de l'électrode oxy dans le côté anode. L'invention permet de protéger non seulement l'électrode oxy, mais également l'électrode à combustible dans le côté cathode.