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作者:魏康伟;晏琳瑶;郭志国;杨镳豪;熊佳烨;殷顺弦;凌意瀚;
单位:稀有金属资源安全高效开采江西省重点实验室;江西理工大学应急管理与安全工程学院;中国矿业大学材料与物理学院;
摘要:基于固体氧化物燃料电池(SOFC)电化学催化重整甲烷是实现我国化石能源清洁利用的有效途径。CH_4的直接催化重整是通过SOFC阳极将CH_4先转化为化学活性更高的合成气(H_2和CO),再进一步被氧化成水和二氧化碳并产出电能的过程。首先,分析了基于SOFC的CH_4重整应用前景及潜在优势,介绍了SOFC的电化学转化工作原理及以CH_4为燃料时积碳形成机理,论述了干、湿、部分氧化3种直接催化重整甲烷方法及存在的主要问题;重点探讨了SOFC阳极抗积碳的几种主要材料,包括修饰后的Ni基和耐碳无镍阳极材料;最后,对甲烷基SOFC高效稳定电化学转化的发展方向进行了展望,为碳基燃料低碳高效利用提供参考,助力以天然气为燃料的SOFC绿色供电商业化发展。
关键词:固体氧化燃料电池;催化重整;甲烷;抗积碳;阳极材料
基金资助:江西省自然科学基金-青年项目(20224BAB214039); 江西省教育厅科技项目(GJJ2200867); 江西理工大学博士科研启动基金项目(205200100639);江西理工大学大学生创新创业训练资助项目(S202310407107)