煤氣組分對固體氧化物燃料電池碳沉積的影響

【摘要】：以煤氣化合成氣作為固體氧化物燃料電池的燃料是煤炭清潔利用的重要方式之一,但是存在碳沉積會對SOFC的運(yùn)行造成一定影響.本文構(gòu)建了基于實(shí)驗(yàn)的全三維SOFC數(shù)學(xué)模型,考慮了化學(xué)/電化學(xué)反應(yīng)、氣體的流動和擴(kuò)散、氣固耦合換熱、過電勢等多種運(yùn)行參數(shù),計(jì)算了煤氣化合成氣中不同組分對以Ni-YSZ為陽極的SOFC碳沉積的影響.可以看出,增加水蒸氣以及二氧化碳有助于碳沉積的降低,但是過多的水蒸氣和二氧化碳也會導(dǎo)致SOFC輸出電壓的降低.較高的氫氣含量對碳沉積也有一定的抑制作用.一氧化碳含量的增加有助于減少碳沉積的范圍,但在SOFC入口處卻增加了碳沉積活性.同時(shí),甲烷能導(dǎo)致劇烈的碳沉積,因此,在煤氣化合成氣中應(yīng)盡量去除甲烷. 【作者單位】： 上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院動力機(jī)械與工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【關(guān)鍵詞】： 固體氧化物燃料電池 燃料組分 碳沉積 煤氣化合成氣
【基金】：教育部留學(xué)回國人員科研啟動基金 上海交通大學(xué)研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)專項(xiàng)基金 上海市科委科技攻關(guān)計(jì)劃(08DZ1200102) 國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目(973計(jì)劃)(2007CB210102)~~
【分類號】：TM911.4
【正文快照】： 1130無機(jī)材料學(xué)報(bào)第25卷與傳統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換設(shè)備相比,固體氧化物燃料電池(SOFC)在能源轉(zhuǎn)化效率以及降低污染物排放等方面有著明顯的優(yōu)勢,越來越受到人們的關(guān)注[1-2].目前,SOFC的發(fā)展有兩個(gè)主要趨勢:中溫運(yùn)行以及碳?xì)淙剂系倪\(yùn)用,其燃料包括天然氣、丙烷、石油氣、柴油、甲醇、乙醇

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