可连续运行的直接碳燃料电池(DCFC)设计

本文介绍了一种连续运行的直接碳燃料电池(DCFC)的设计。在加拿大,石油焦是一种丰富的碳源,它被用作燃料,并以气动方式供给电池的阳极。电池的开路电压(OCV)达到1.1 V, 700℃时功率密度为28 mW/cm2, 850℃时功率密度为85 mW/cm2。操作约180小时后,由于电解液的损失,电池的性能下降。在接下来的设计中,用电解液循环回路制作了一个电池。该电池产生的功率密度比第一个电池组件低,但其在 180 小时运行期间的 OCV 下降显着改善。这是熔融碳酸盐DCFC燃料电池,首次证明了连续的碳供应和电解液循环可以实现,且具有去除灰和杂质的潜力。
可连续供料的板式DCFC示意图
DCFC-CFEC(连续碳供给和电解液循环)的性能汇总
备注:直接碳燃料电池(Direct Carbon Fuel Cell,DCFC)采用固体碳(如煤、石墨、活性炭、生物质炭等)为燃料,通过其直接电化学氧化反应来输出电能。直接碳燃料电池的基本结构和传统燃料电池(MCFC和SOFC)一样,也是由电子导电的阳极和阴极,离子导电的电解质构成。
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