[发明专利]固体氧化物燃料电池以不同粒度焦炭做燃料的发电方法

说明书

技术领域

本发明涉及发电方法，尤其涉及固体氧化物燃料电池以不同粒度焦炭做燃料的发电方法。

背景技术

一直以来，传统火力发电因其技术成熟且成本低而成为发电的主要方式，但是随着人们认识的提高，逐渐意识到火力发电的多种弊端：（1）效率低；（2）空气污染严重—悬浮颗粒物和二氧化硫；（3）噪音污染严重；（4）消耗大量化石燃料，等。燃料电池做为一种电化学能量转化装置，其可源源不断地将燃料转化为电能，具有比常规的火力发电更高的能量转化效率及比普通储能电池更高的能量密度而受到人们的广泛关注。在众多的燃料电池中，固体氧化物燃料电池（SOFCs）作为一种高温燃料电池，具有燃料多样性的突出优点，氢气、碳氢化合物、碳氢氧化合物、氨气、CO、固体碳等都可以作为SOFCs的燃料。众所周知，固体碳来源非常丰富，可以通过煤、石油焦炭、生物质甚至有机垃圾废弃物的裂解而得到，特别煤是地球上储量最为丰富的化石能源，占所有化石能源的近60%，而焦炭作为煤高温真空加热后的产物，更加纯净，因而以焦炭为燃料可以将二者的优势结合起来，是一种新型节能环保的好方法。

发明内容

本发明克服现有焦炭利用的粗犷方式，通过固体氧化物燃料电池实现了焦炭的合理高效利用。

为达上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

固体氧化物燃料电池以不同粒度焦炭做燃料的发电方法，其特征在于：所述不同粒度的焦炭通过经典以及新型固体氧化物燃料电池，发生电化学反应，阳极以焦炭做燃料，阴极直接暴露在空气中，产生电能，从而发电。

进一步的，所述不同地区、不同粒度的焦炭皆可用来发电。

进一步的，所述不同粒度的焦炭、不同地区的焦炭都具有良好的电输出性能。

进一步的，所述不同粒度的焦炭,其粒度范围介于毫米级与纳米级之间。

进一步的，所述不同粒度的焦炭燃料，以粉碎、筛分、球磨的方式得到。

进一步的，所述不同的粉碎方式可得到不同形状、不同粒度焦炭，不同的球磨方式也可得到不同粒度焦炭。

本发明的有益效果：

与现有技术相比，本发明的有益效果是有效地实现了节能环保，合理地利用了焦炭，以固体氧化物燃料电池为载体，毫米级粗焦炭功率密度最高达54mWcm^-2，纳米级细焦炭功率密度最高达100mWcm^-2，具有高的应用推广价值。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：

图1为细焦炭单电池测试性能图。

图2为粗焦炭单电池测试性能图。

具体实施方式

下面给出的实施例拟对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，本领域技术人员根据本发明内容对本发明的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

实施例一：

阳极材料为氧化镍和YSZ的混合物，电解质材料为YSZ，阴极材料为LSM和YSZ的混合物构成的电池，电池有效面积为0.48cm²。细焦炭（纳米级）放于电池阳极侧，阴极暴露在空气中，阴极和阳极各引出导线作为正负极。

电池于850^oC-750^oC间，每隔25^oC进行测试，电池开路电压维持在0.65V左右，功率密度最高达100mWcm^-2,电流密度最大达438mAcm^-2。

实施例二：

阳极材料为氧化镍和YSZ的混合物，电解质材料为YSZ，阴极材料为LSM和YSZ的混合物构成的电池，电池有效面积为0.48cm²。粗焦炭（毫米级）放于电池阳极侧，阴极暴露在空气中，阴极和阳极各引出导线作为正负极。

电池于850^oC-750^oC间，每隔25^oC进行测试，电池开路电压维持在0.70V左右，功率密度最高达54mWcm^-2,电流密度最大达250mAcm^-2。