煤焦酸法脱灰对直接碳燃料电池性能的影响研究

摘要

煤焦是直接碳固体氧化物燃料电池（direct carbon solid oxide fuel cells,DC-SOFCs）的一种潜在碳燃料。煤焦所含的灰分是影响其燃料适用性的重要因素之一。文章利用氢氟酸（HF）和盐酸（HCl）的混合酸（HCl+HF）对煤焦样品进行了脱灰处理。以经HF或HCl处理的单酸脱灰煤焦作为对照样。以混酸脱灰样品为主要研究对象,对其物相结构、微观形貌、化学官能团等理化性质进行了表征。利用二氧化碳程序升温氧化法研究了样品的逆Boudouard反应性能及脱灰处理对以煤焦为燃料的DC-SOFCs电化学性能的影响。结果表明:混酸脱灰煤焦的硅铝灰分含量显著减少,逆Boudouard反应起始温度降低了42℃;以混酸脱灰煤焦为燃料的DC-SOFCs在850℃的最大功率输出是110 mW·cm-2,较煤焦原样提高了64.2%;燃料的电化学转化率是煤焦原样的1.23倍。