生物气及其电池尾气 SOFC 放电性能研究.pdf

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1、第44卷第9期当代化工Vo1．44，No．92015年9月ContemporaryChemicalIndustrySeptember，2015生物气及其电池尾气SOFG放电性能研究王德震，左薇，张军，吴晓燕，孔晓伟(哈尔滨工业大学市政环境工程学院，黑龙江哈尔滨150090)摘要：为探究以不同浓度生物气为燃料的固体氧化物燃料电池(SOFC)发电性能及该类电池尾气的再发电价值，通过模拟含不同比例甲烷和二氧化碳的生物气，在750下对气路串联Ni／YSZ阳极支撑SOFC进行放电性能测试和气体特性分析。放

2、电结果显示燃料气经第一级SOFC利用后通入第二级SOFC，同氢气经过两级SOFC相比，不同浓度下生物气均获得了较高的功率密度，且短时间恒流时，两级电池均能稳定运行；两级电池均以566mA‘el／1。电流密度恒流放电时的气体分析表明，当COJCH为2时，电池内甲烷的干重整率最高。研究结果表明两级SOFC使用生物气及其电池尾气发电是可行的，可为以生物气为燃料SOFC电堆气路设计提供依据。关键词：固体氧化物燃料电池；生物气；两级串联SOFC；尾气中图分类号：TM911文献标识码：A文章编号：1671—

3、0460(2015)09—2070—05InvestigationofDischargePerformanceofSOFCUsingBiogasandItsOff-gasWANGDe-zhen，ZUOWeLZHANGJun，WUXiao-yan，KONGXiao—wei(SchoolofMunicipalandEnvironmentalEngineering，HarbinInstituteofTechnology,HeilongjiangHarbin150090，China)Abstract：T

4、oinvestigatethedischargeperformanceofNi—YSZanodesolidoxidefuelcellusingvariousbiogasandevaluatethevalveofreusingitsof-gas，electrochemicalperformanceandgaspropertieswerestudiedwhentwoSOFCoperatedintandemusingdiverseratioofCH4／CO2at750℃．Comparedwimthec

5、ellperformanceusingH2，twoSOFCbothoperatedathighpowerdensitywiththefirststageSOFCusingvariousCH4／CO2biogasandthesecondstageusingtheof-gasofthefirststage．BothoftwoSOFCworkedmostlysteadilyatconstantcurrentdensityforshorttimewithlittlecarbondeposition．Th

6、eanalysisofthegaspropertiesat566mA·cm-。indicatedthatthedryreformingratewasthehighestwhentheratioofCH4／CO2was2．TheresearchresultsshowthatpowergenerationofSOFCusingbiogas。anditsof-gasisfeasible．ThisresearchcanbeusefulfordesigninggascircuitofSOFCpilesus

7、ingbiogas．Keywords：SOFC；biogas；SOFCintandem；of-gas能源是人类社会赖以生存和发展的基础，安全用，实现生物质能源的回收利用过程。高效、廉价易得的新型能源开发利用已成为环境能固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种环境友好源领域的研究热点，废物能源化利用备受关注。目型发电技术，其具备较高的电能转化效率、良好前，厌氧发酵工艺广泛应用于城市污水、有机废弃产电稳定性且伴随低水平的污染物产出。SOFC具物、剩余污泥等的处理处置，这些市政废物中均含有广泛的能源适应性

8、，除H：外，CO、CH等都可以有可利用的有机质，有机质在厌氧发酵过程中产生作为燃料气进行产电。若使厌氧发酵技术结合SOFC生物气，其是一种产量巨大的燃料气体。。受地域、发电，则可实现由生物质化学能到电能的直接转化。季节、生物基质种类和发酵过程等因素影响，厌氧围绕固体氧化物燃料电池以生物气为燃料进行产发酵生物气中各组分浓度为50％～70％CH、25％～电，国内外均有研究报道。1998年，英国J．Staniforth050％CO2、1％～5％H：、0．3％～3％H2S和少量杂质等率先使用Risley