氫氣體積能量密度低、不易儲存與運輸，“綠色”醇類、氨等液態燃料被視為氫氣的重要存儲載體，在固體氧化物燃料電池（SOFC）方面具有重要的應用。目前，國內外基于醇類固體氧化物燃料電池發電的研究主要圍繞外重整制氫與SOFC系統聯用，及抑制因積碳導致性能的衰減開展，對利用工業化尺寸電池自身材料催化特性開展直接內重整應用的研究報道較少。近幾年來，中國科學院寧波材料技術與工程研究所浙江省先進燃料電池與電解池技術重點實驗室燃料電池技術團隊采用自主研發的平管型固體氧化物燃料電池，利用平管型電池孔道Ni基材料催化特性，開展了直接內重整醇類發電研究，取得了一系列進展。
采用平管型鎳-氧化釔穩定氧化鋯（Ni/YSZ）陽極支撐體電池，通過提高甲醇在電池內的轉化效率等方式，提高電池陽極抗積碳能力，實現了醇類燃料發電由高水碳比（S/C）向低S/C的長期穩定運行，電池能300h穩定無衰減運行，成果發表于ACS Sustainable Chemistry & Engineering。
在此基礎上，團隊進一步通過平管型電池孔道內浸漬方法提高直接甲醇SOFC陽極耐積碳能力，實現1200h近干燥甲醇直接發電，相關結果發表于Journal of Power Sources。
圖1??增強SOFC陽極抗積碳能力的機理
進一步地為避免水的引入，團隊提出了甲醇CO2重整與SOFC聯用方案，在發電的同時可以實現合成氣的制備與CO2的固定。不同于甲醇水蒸氣重整，甲醇CO2重整產物H2/CO接近1，該比例產物還適用于費托合成的應用，生產液態碳氫化合物。這種利用CO2重整SOFC發電的概念可以應用于其它醇類，如乙醇、丁醇等，具有極高的應用價值與潛力，相關成果發表在了Chemical Engineering Journal?期刊上。
圖2??低S/C條件下，直接甲醇SOFC的長期發電
相關成果
ACS Sustainable Chemistry & Engineering
Power Generation by Flat-Tube Solid Oxide Fuel Cells with Enhanced Internal Reforming of Methanol
DOI:?10.1021/acssuschemeng.2c00518
Journal of Power Sources Enhancing coking tolerance of flat-tube solid oxide fuel cells for direct power generation with nearly-dry methanol DOI:?10.1016/j.jpowsour.2022.232485
Chemical Engineering Journal Power generation from flat-tube solid oxide fuel cells by direct internal dry reforming of methanol: A route for simultaneous utilization of CO2 and biofuels DOI:?10.1016/j.cej.2022.141189
項目支持 國家重點研發計劃 2017YFE0129300 國家自然科學基金 21805006、U1637202 科技部重點研發計劃 2021YFB2500400 浙江省重點研發計劃 2021C01101 寧波市2025重大科技專項 2019B10043 中國石油天然氣集團有限公司合作基金 2021DJ5004
文稿｜新能源所 桑君康 編輯｜材華君
原文始發于微信公眾號（中科院寧波材料所）：寧波材料所在醇類直接內重整固體氧化物燃料電池技術研究方面取得系列進展
艾邦氫能產業鏈通訊錄，目前有2200人加入，如億華通、清極能源、氫藍時代、雄韜、氫牛、氫璞、愛德曼、氫晨、喜馬拉雅、明天氫能、康明斯、新源動力、巴拉德、現代汽車、神力科技、中船712等等，可以按照標簽篩選，請點擊下方關鍵詞試試
資料下載：