不同燃料SOFC的理论电池电动势及其性能

• 作者: 焦成冉 熊洁 韩敏芳
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 固体氧化物燃料电池 UCG气 热力学平衡 电动势 积炭
• 年，卷（期）: 2013,（7）
• 所属期刊栏目: 能源和环境工程
• 页码范围: 2664-2671
• 页数: 8页
• 分类号: O646|TM911.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.0438-1157.2013.07.048

摘要

以NH3以及3％ H2O增湿的H2、CH4、C3H8和煤炭地下气化(underground coal gasification,UCG)气为燃料,用最小Gibbs自由能法计算平衡气体组分和理论电池电动势,并测试在NiO-GDC ‖ GDC ‖Ba0.9Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ (B0.9CFN)阳极支撑固体氧化物燃料电池(SOFC)中的电池开路电压、电池性能和长期稳定性.结果表明,以上述气体作燃料的SOFC热力学计算理论电动势均高于1.05 V,而由于GDC电解质在还原气氛下存在电子电导,导致碳氢燃料在NiO-GDC‖GDC‖B0.9 CFN阳极支撑电池中的开路电压略小.中低温下,碳氢燃料相对缓慢的动力学过程和GDC电解质快速的氧离子传输速率,使得以UCG气、CH4和C3H8为燃料的电池实际积炭比理论预测少.以UCG气为燃料的SOFC在500、550、600和650℃的最高功率密度分别高达0.151、0.299、0.537和0.729W· cm-2,在0.6V恒压放电120 h后性能没有明显衰减,且阳极表面无积炭产生,表明直接UCG气SOFC具有广阔的应用前景.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	焦成冉	枣庄学院机电工程学院	6	16	2.0	3.0
2	熊洁	枣庄学院化学化工与材料科学学院	3	9	1.0	3.0