以哈密煤为燃料的直接碳固体氧化物燃料电池

传统燃煤发电方式效率受限,污染严重。通过直接碳固体氧化物燃料电池(DC-SOFC)技术可将煤中化学能转化为电能,效率高,生成的高浓度CO_(2)有利于后续捕集、利用或封存,是一种潜在的高效洁净煤技术。使用煤基燃料的DC-SOFC已有一些前期研究,但煤炭成分和结构复杂,其对DC-SOFC性能影响研究还不够全面。为评估煤基燃料在DC-SOFC中使用的可行性,以新疆哈密煤为燃料,通过对比原煤、负载Fe催化剂的原煤、焦炭和负载Fe催化剂的焦炭为燃料的DC-SOFC性能,结合燃料成分的能谱分析,研究了影响煤基燃料DC-SOFC性能的关键因素。结果表明,新疆哈密煤可用作DC-SOFC的燃料,使用负载质量分数5%Fe催化剂的焦炭为燃料的DC-SOFC具有最好的输出性能,运行温度850℃下,峰值功率密度达255 mA/cm^(2);而使用焦炭燃料的DC-SOFC表现出最佳的燃料利用率,在850℃和200 mA恒电流模式下放电,其单质碳利用率达95%。新疆哈密煤是一种很有前途的DC-SOFC燃料,尤其是将原煤炭化、炭化后负载一定量Fe催化剂有较好的输出性能和高利用率。