为使Ni-YSZ阳极支撑的固体氧化物燃料电池能以碳氢气为燃料气稳定工作,采用化学镀银法对电池阳极进行镀银改性研究,在750℃分别以氢气和乙烷为燃料气,测试电池的电化学性能,并采用扫描电子显微镜对测试前后的阳极进行表征.结果表明阳极镀银后,电池极化电阻减小,放电性能和抗积炭能力提高.化学镀银法镀银10 min的电池在750℃以氢气为燃料气时,最大功率密度463 m W·cm^(-2),比未镀银电池增加28.6%,以乙烷为燃料气时能以330 m A·cm^(-2)恒流稳定运行24 h.这使得固体氧化物燃料电池以碳氢气为燃料气稳定运行成为可能,将为污泥资源化提供一个新途径.
微波热解城市污水污泥可实现污泥资源化、减量化目标。城市污水污泥微波热解后产生大量能源气体H2和CO。运用气相色谱技术检测H2和CO的含量,研究了热解终温、污泥含水率、矿物催化剂对污泥微波热解过程中能源气体产率的影响,结合热重分析对热解过程进行了动力学分析。结果表明:随着热解终温升高,2种燃气产率均有所提高,800℃时,1 kg干污泥产生29.02 g H2以及302.72 g CO,两者体积之和占气体总体积的58%;污泥含水率越高,气体产率越高,但是达到90%含水率时,热解过程无法进行。镍基催化剂和白云石对能源气体产率均有促进作用,800℃时,镍基催化剂可使H2和CO产率提高到60%,对CxHy产率提高效果不明显;利用一级反应动力学方程对污泥热重结果进行分析,计算出热解动力学参数。
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566 m A?cm-2电流密度恒流放电时的气体分析表明,当CO2/CH4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。
