洁净煤技术

作者：谷晓凤, 颜晓敏, 周明扬, 谭楷, 范子岱, 刘江

关键词：哈密煤,焦炭,直接碳固体氧化物燃料电池,Boudouard反应

传统燃煤发电方式效率受限，污染严重。通过直接碳固体氧化物燃料电池（DC-SOFC）技术可将煤中化学能转化为电能，效率高，生成的高浓度CO2有利于后续捕集、利用或封存，是一种潜在的高效洁净煤技术。使用煤基燃料的DC-SOFC已有一些前期研究，但煤炭成分和结构复杂，其对DC-SOFC性能影响研究还不够全面。为评估煤基燃料在DC-SOFC中使用的可行性，以新疆哈密煤为燃料，通过对比原煤、负载Fe催化剂的原煤、焦炭和负载Fe催化剂的焦炭为燃料的DC-SOFC性能，结合燃料成分的能谱分析，研究了影响煤基燃料DC-SOFC性能的关键因素。结果表明，新疆哈密煤可用作DC-SOFC的燃料，使用负载质量分数5% Fe催化剂的焦炭为燃料的DC-SOFC具有最好的输出性能，运行温度850 ℃下，峰值功率密度达255 mA/cm2；而使用焦炭燃料的DC-SOFC表现出最佳的燃料利用率，在850 ℃和200 mA恒电流模式下放电，其单质碳利用率达95%。新疆哈密煤是一种很有前途的DC-SOFC燃料，尤其是将原煤炭化、炭化后负载一定量Fe催化剂有较好的输出性能和高利用率。

来源：2023年第03期

《洁净煤技术》期刊编辑部

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