CH₄/CO₂直接内重整环境下平管型SOFC电堆的稳定性

摘要

构建了一个由三片平管型固体氧化物电池组成的电池堆，并对氢气和CH₄/CO₂干重整条件下的电堆发电特性进行了对比分析，探究了CH₄/CO₂比例和电流密度对电堆瞬时和长期催化重整性能的影响，并分别监测了每片电池的性能变化.结果显示：在750°C时，使用氢气为燃料与干重整气为燃料的最大放电功率分别为100.0 W与81.1 W，电池堆的非电池部分功率消耗分别为17.6 W和9.8 W.在15 A的恒电流测试中，氢气环境下电池堆在100 h后电压衰减率为0.0130%·h^-1；而在CO₂/CH₄条件下，电池堆在360 h后电压增长率为0.0096%·h^-1.长期运行中，远离燃料入口的第三片电池是电池堆性能衰减的主要因素.模拟仿真结果表明，随着电池离进气口距离增加，气体流速和含量因流道阻力和扩散效应而逐渐降低.这些发现证实了平管型电池在甲烷干重整过程中具有出色的稳定性，体现出其潜在优势与可靠性.

关键词

CH₄发电 / 内部干重整 / 平管型 / SOFC / 稳定性

基金资助

浙江启明电力集团有限公司资助项目（CF059108002021002）; 宁波市重点研发计划资助项目（2023Z145）