Pile Solid Oxide

Kiinteä oksidi polttokennot ovat sähkökemiallisia laitteita, jotka tuottavat sähköä suoraan polttoaineen. Polttokennot on tunnettu siitä, että elektrolyytti käyttää; SOFCs käyttää kiinteää oksidi elektrolyytti. Tämän tyyppinen solujen toimii paljon korkeampi lämpötila kuin polymeerinen.

Näiden akkujen happi-ionit siirtyvät materiaalin läpi kiinteä elektrolyytti korkeassa lämpötilassa reagoida vedyn anodille.

Esittely

SOFC pinot käytetään pääasiassa kiinteissä sovelluksissa, jonka tuotto 100 wattia ja 2 MW. Ne toimivat tyypillisesti välillä 700 ja 1000 ° C ja niiden jäljellä olevat kaasut voidaan käyttää valtaa kaasuturbiinin, kanssa lisäävät energiatehokkuutta kasvi. Näissä hybridijärjestelmiä, laitteita kutsutaan CHP tai yhteistuotannon kasveja, tehokkuus voi myös tavoittaa huiput 90%.

Koska suuri käyttölämpötila SOFC pinot eivät tarvitse kallis katalyytti, kuten on laita akkuja protoninvaihtokenno tai muita paristoja alhaisessa lämpötilassa. Tämä tuo etu puuttuminen prosessin katalyyttinen myrkytys johtuu hiilimonoksidin ja siten tekee laitteesta erittäin joustava käytetyn polttoaineen valinnassa. SOFC-pinot tähän asti käytettyä polttoainetta, kuten metaania, propaania, butaania, käyminen kaasu, biomassa kaasua. Ennen käyttöä, kuitenkin, polttoainetta on riistää rikkiyhdisteitä, tehtävä helppo toteuttaa vuode aktiivihiilen tai sinkin imeytymistä.

Koska lämpölaajenemiskerroin keraamisesta materiaalista, lämmitys tulisi olla yhtenäinen ja asteittainen. Tyypillisesti ne palvelevat kahdeksan tuntia tai enemmän. Materiaalien käyttö mikrotubuluksen geometria lupaa nopeamman käynnistysvaiheessa.

Toisin kuin muita palamisen pino, pinot SOFC voi olla eri geometriat lisäksi tasomaisia. Tasomainen muoto on tyypillisestä geometriasta sandwich muita akkuja, joissa elektrolyytti elektrodeihin on vaihdettava. SOFC voidaan myös rakentaa putkimainen muodossa, jossa virtaa ja sen ulkopuolella ilman tai polttoaineen. Tämä malli on yksinkertaisempi kuin tasomainen muoto ja on tehokkaampaa erottaa ilmaa polttoaine itse. Tehokkuutta tasomaisen muodon, kuitenkin, on suurempi alentuneen aerodynaamisen vastuksen. Muut geometria tasogeometria modifioidulla rakenne aaltoilla. Tämä geometria on erittäin lupaava, koska se yhdistää edut tasomaisen kanssa edut putkimaisen.

Toiminta

Pino koostuu neljästä kerroksesta, joista kolme keraamista materiaalia. Kunkin yksittäisen kerroksen paksuus vaihtelee muutaman mikrometrin ja muutaman millimetrin. Sadat näistä peruskennoja on kytketty sarjaan muodostamaan ns pino tai SOFC SOFC-pino. Käytetyt materiaalit aktivoituvat vain korkeassa lämpötilassa, joten akku on kuumennettava 700 ja 1200 ° C

Anodi

Kerros, joka muodostaa anodi pinon on oltava hyvin huokoista, jotta kulun elektrolyytin. Katodina on luonnollisesti johtava. Yleisin materiaali on kermetin valmistettu nikkelistä keraaminen pohja. Tämä on yleisesti kerros vakaampi ja usein sandwich pinon kunkin yksittäisen ja antaa mekaanista tukea muiden kerrosten. Sähkökemiallisesta näkökulmasta, työtä anodi on mahdollistaa happi-ionit hapettaa vedyn polttoaineen sisältämien. Hapetus-pelkistys-reaktio hapen ja vedyn tuottamiseksi veden ja elektroneja

Elektrolyytti

Elektrolyyttinen kerros on tiivis kerros keraamisia, joka mahdollistaa vaihdon happi-ionit poistumatta omille kaasua. Sen on myös suuri sähkövastus "pakottaa" elektronit tehdä työtä ulkoisen piirin. Se on yleisesti vakiintunut zirkoniumoksidia ja seostettua seriumoksidia.

Katodi

Katodi, elektrodi tai kaasumaista, on ohut huokoinen kerros, jonka hapen vähentäminen tapahtuu. Reaktio Kröger-Vink merkintä on kirjoitettu:

Katodimateriaali on johdin. Se käyttää manganite lantaanin ja strontiumin kaupallisesti antanut yhteensopivuus kerros zirkoniumoksidia. Koska LSM on huono ioninen johdin, reaktio on rajoitettu reunaan kolmen vaiheeseen, jossa ne täyttävät elektrolyytin, ilman ja elektrodin. LSM toimii sekä katodi erittäin korkeissa lämpötiloissa ja erittäin huono käyttölämpötiloissa alle 800 ° C: Lisätä reaktiivinen faasi TPB katodi materiaali on voitava suorittaa molemmat elektroneja sekä ioneja. Ne tutkitaan keraamiset materiaalit, kuten IMCS kuten perovskite) paremmin ominaisuudet välilämpötiloissa.

Liitossubstraatilla

Kerros yhteyden, tai kaksisuuntainen levy, voi olla metallia tai keramiikkaa. Sen tehtävä on sähköisesti kytkeä sarjaan soluissa. Koska sen altistuminen sekä oksidatiivisen puolella kuin kuin pelkistysreaktio ja korkea lämpötila, se on erittäin vakaa. Pitkällä aikavälillä se näki paras tiivistys keramiikan. Onneksi metallisten materiaalien voidaan käyttää uusissa SOFC soluja alhaisessa lämpötilassa, kehitysvaiheessa.

Haku

Haku liikkuu paristoista SOFC alhaisessa lämpötilassa, joka sallisi käyttää metallisten materiaalien kanssa paremmat mekaaniset ominaisuudet ja lämmönjohtavuus, vähentää myös kustannuksia.

Toinen opintolinjan on vähentää käynnistyksen kertaa käytettäviksi mobiilisovelluksia SOFC pinot. Itse asiassa, kiitos erilaisten polttoaineiden käytetty voidaan käyttää muutettu dieselmoottoreihin tai kiinnostaviin apuvoimalaitteita sisään kylmäkuljetus.

Erityisesti autoteollisuuden yritykset BMW ja Delphi Automotive Systems kehittävät SOFC APU kuin autoja. SOFC korkea lämpötila voi tuottaa kaikki tarvittava sähkön pienempiä ja tehokkaampia moottoreita. Pino voidaan asentaa samaan dieselmoottorin auton ja tuottaa tarpeeksi energiaa valtaan ilmastoinnin, kun moottori ei ole toiminnassa.

Rolls-Royce Fuel Cell Systems Oy on parhaillaan kehittämässä hybridi järjestelmä SOFC pino ja maakaasun turbiini teho on suuruusluokkaa megawatin tuottaman Seri hyödyntävän keraamisia materiaaleja kustannuksia.

SOFC alhaisessa lämpötilassa on tuottanut Ceres Power Ltd harjoittaa gadoliniumia seriumoksidia, stabiloitu zirkoniumoksidi seostettu yttrium ja vapaa ruostumattomasta teräksestä.

Tutkimukset polttokennoja ovat yhä suosittuja tutkimuslaitosten. HITEC Floridan yliopisto Gainesville, johtaa tohtori JA Wachsman harjoittaa tutkimukseen ionikuljetuksen, katalyyttinen ilmiö ja mikrorakenteen karakterisointi ionisesti johtavien materiaalien.

IT-SOFC

Akut SOFC toimivat aineen lämpötilan, välillä 600 ja 800 ° C, kutsutaan IT-SOFC. Se annetaan yleensä paras SOFCs nopean hajoamisen materiaaleja, jotka on jo lämpötiloissa yli 900 ° C: ssa, sen lisäksi, että halvempaa. Tällä hetkellä haku on aktiivisempi tämän tyyppisiä paristoja, ja painopiste on usein katodimateriaali. Uskotaan, itse asiassa, että reaktio hapen on vastuussa tehokkuuden vähenemiseen. Sitten katalyytin aktiivisuus on oppiaineeksi eri menetelmät, mukaan lukien kyllästys katalyytin.

  0   0
Edellinen artikkeli Amazigh World Congress
Seuraava artikkeli Sherman Firefly

Aiheeseen Liittyvät Artikkelit

Kommentit - 0

Ei kommentteja

Lisääkommentti

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Merkkiä jäljellä: 3000
captcha