【摘要】：固體氧化物燃料電池(SOFCs)是一種不經(jīng)歷燃燒,便可把燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電裝置,因具有效率高、排放低、燃料適應(yīng)性廣等特點(diǎn)而廣受重視。氫氣、一氧化碳、煤層氣等氣體燃料,液態(tài)飽和烴類、甲醇等液體燃料以及固體活性炭、生物質(zhì)碳等燃料,都可應(yīng)用于SOFCs中發(fā)電。其中,固體碳燃料具有運(yùn)輸與儲藏便利、較高的體積能量密度、較高的安全性、陽極尾氣中高濃度CO_2易捕集等優(yōu)點(diǎn)。直接使用固體碳為燃料的固體氧化物燃料電池(direct carbon solid oxide fuel cell,DC-SOFC)是一種極具潛力的清潔發(fā)電技術(shù),對解決我國燃煤火電導(dǎo)致的環(huán)境問題意義重大。碳與CO_2的反應(yīng)(C+CO_2=2CO),即逆Boudouard反應(yīng),是DC-SOFCs的關(guān)鍵反應(yīng)之一。鋼渣是一種工業(yè)廢棄物,其所含有的多種金屬元素,對Boudouard反應(yīng)具有催化作用。本文中,我們以鋼渣為原料,設(shè)計(jì)了一種無污染物排放、無廢棄物排放、簡單高效的三元復(fù)合Boudouard反應(yīng)催化劑的制備及擔(dān)載方案;采用正交實(shí)驗(yàn)法,篩選、制備了一種鐵、鈣、鉀摩爾比為2:6:4的復(fù)合催化劑,將其以10wt%的擔(dān)載量擔(dān)載在石墨上,用于催化石墨的逆Boudouard反應(yīng);隨后,將燃料裝入DC-SOFC中進(jìn)行電化學(xué)性能測試,結(jié)果顯示:900℃時(shí),電池峰值功率密度從50 mW cm~(-2)增加到170 mW cm~(-2);850℃時(shí),電池的恒電流放電時(shí)間從6000 s左右延長至18000 s左右,燃料利用率從2.68%增加到了7.30%,證明了復(fù)合催化劑的優(yōu)越性。隨后,提出DC-SOFCs恒電流放電四個(gè)階段的,并通設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),對電池放電電流和放電溫度進(jìn)行調(diào)控,初步證明了此設(shè)想的正確性;以核桃殼及其炭化產(chǎn)物為燃料,證明了此設(shè)想對于碳燃料的廣泛適用性。
【圖文】：

固體氧化物燃料電池工作原理圖

DC-SOFCs工作原理圖
【學(xué)位授予單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：O643.36;TM911.4

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 朱躍剛;陸明弟;程勇;李燦華;;我國鋼渣資源化利用的研究進(jìn)展[J];中國廢鋼鐵;2007年04期

2 朱躍剛;陳仁民;梁潤紅;;鋼渣在道路工程中的應(yīng)用研究[J];中國廢鋼鐵;2007年01期

3 付俊;;鋼渣熱悶技術(shù)的應(yīng)用論述[J];中國廢鋼鐵;2015年05期

4 劉琴;李燦華;;從國家中長期人才發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃看鋼渣利用專業(yè)人才培養(yǎng)[J];中國廢鋼鐵;2010年05期

5 張朝;陳妮蘭;;工業(yè)工程在鋼渣綜合利用中應(yīng)用初探[J];中國廢鋼鐵;2012年05期

6 黃樹森;;鋼渣加工工藝的現(xiàn)狀與發(fā)展[J];中國廢鋼鐵;2013年06期

7 殷繼盛;;西門子S7-300在鋼渣處理工程中的應(yīng)用[J];漣鋼科技與管理;2013年03期

8 彭r，

本文編號：2655126