固體氧化物燃料電池陽極甲烷重整過程動力學(xué)模型

【摘要】：基于甲烷蒸氣重整動力學(xué)模型,結(jié)合平板型固體氧化物燃料電池陽極材料上甲烷蒸氣重整實驗數(shù)據(jù),得到了鎳/氧化釔穩(wěn)定氧化鋯陽極甲烷蒸氣重整過程的有效動力學(xué)模型,并采用該模型在不同工況下得出陽極內(nèi)溫度分布、甲烷轉(zhuǎn)化率、最大溫差、碳沉積及其可能氣化的位置等.結(jié)果表明:局部溫度分布和甲烷轉(zhuǎn)化率對工作參數(shù)非常敏感,尤其是工作溫度;局部溫度在多孔陽極的前部急劇下降,而后隨外部電加熱器的熱量和水轉(zhuǎn)化所釋放的熱量增加而逐漸回升;最大溫差區(qū)域在多孔陽極的前部,最大溫差及其增量隨著工作溫度升高而增加;工作溫度對甲烷轉(zhuǎn)化率具有正面影響,并呈非線性關(guān)系;較高的工作壓力對甲烷蒸氣重整無益;碳可能沉積的區(qū)域在陽極的前部,特別是其表面;工作溫度的升高對降低碳沉積起到較大作用;碳的氣化反應(yīng)隨S/C的增加而加快. 【作者單位】： 上海交通大學(xué)機械與動力工程學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 固體氧化物燃料電池 甲烷水蒸氣重整反應(yīng) 陽極材料 鎳/氧化鋯催化劑 動力學(xué)模型 工作溫度 甲烷轉(zhuǎn)化率 重整過程 碳沉積 最大溫差
【基金】：國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃(973)資助項目(2007CB210102) 上海市科委科技攻關(guān)項目(08DZ1200102)
【分類號】：TM911.4
【正文快照】： 固體氧化物燃料電池(SOFC)是將碳?xì)浠衔锶剂限D(zhuǎn)化為電能和熱的能量轉(zhuǎn)換裝置,且比常規(guī)熱機、蒸氣/燃?xì)廨啓C和聯(lián)合循環(huán)具有更高效率、較低噪聲和污染排放.相比于其他燃料電池,SOFC的優(yōu)勢在于其可在陽極部分直接轉(zhuǎn)化碳?xì)浠衔?這是由于其工作溫度較高,約在700~1 000℃[1,2],可

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