Реализация прямой конверсии твердых углеводородов в топливной ячейке со свободным электролитом из расплава карбонатов
М.Р. Предтеченский, Ю.Д. Варламов, С.Н. Ульянкин, Ю.Д. Дубов
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН
varlamov@itp.nsc.ru
Ключевые слова: топливные элементы, расплав карбонатов, электрохимическое оксиление, твердые углеводороды
Страницы: 649-660
Аннотация
Исследовались электрофизические характеристики топливной ячейки со свободным электролитом из расплава карбонатов, обеспечивающей реализацию прямого электрохимического окисления дисперсных углеводородов. В качестве топлива использовались образцы графита, антрацита и длиннопламенного угля. Получены данные, позволяющие охарактеризовать влияние температуры электролита, типа и дисперсности топлив, а также состава смеси газов реагентов на значения функциональных параметров топливной ячейки. Отмечена корреляция удельных характеристик топливной ячейки с содержанием водорода в топливном материале. Максимальные значения плотности тока достигнуты для длиннопламенного угля с высоким содержанием водорода. Для дисперсных образцов топлив отмечено влияние потерь на межчастичных контактах на величину напряжения, генерируемого ячейкой. Показано, что максимальное значение напряжения разомкнутой цепи ячейки достигается при стехиометрическом соотношении кислорода и углекислого газа в смеси, подаваемой в катод. Однако максимальные значения плотности тока получены при пониженных значениях концентрации углекислого газа. Даже при нулевом содержании углекислого газа изменение поляризации катода ниже значений, соответствующих стехиометрическому составу смеси. Высказано предположение о взаимозависимости процессов, протекающих в катодном и анодном узлах топливной ячейки. На модельном образце топливной ячейки при использовании дисперсного угля в качестве топлива достигнуты значения плотности тока 140 мА/см2 и удельной мощности 70 мВ/см2.
|
