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使用圆柱形电池的熔融碳酸盐直接碳燃料电池的基本特性

摘   要:直接碳燃料电池(DCFC)有望成为有效利用碳资源的有用装置。本文提出一种圆柱形熔融碳酸盐DCFC(TMC-DCFC),并对其基本性能进行了研究。此外,还建立了一种制造TMC-DCFC的方法。TMC-DCFC的性能分析结果表明,与平面MCFC相比,其阳极过电压极大。但是,在100mA/cm2时,TMC-DCFC的电压效率为74.6%,能量转换效率较高。在800℃下进行连续发电试验后证实,TMC-DCF实现了约1.0V和100mW/cm2的24小时稳定发电。阳极出口检测到大量CO,可以认为是由燃料中的固体碳与阳极产生的CO2之间的反向布多阿尔反应生成的。根据所消耗的碳进行计算后可知,TMC-DCFC的电效率为26.6%。这些结果显示了TMC-DCFC的现状,将有助于电池性能的提高。

关键字:直接碳燃料电池、圆柱形电池、熔融碳酸盐、生物质、废物转化

背景

为了实现低碳社会,需要生物质等有效利用技术,但现有的生物质发电系统在数十kW规模下的发电效率最高为30%左右。此外,近年来,碳循环技术不断被开发,未来也有可能将固体碳用作燃料。另一方面,直接碳燃料电池(DCMC)虽有望作为数十kW以下的小规模且高效率的发电技术,但是在固体碳燃料的供给和发电性能等方面仍存在课题,因此尚未被实用化。

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