Қатты оксидті отын жасушаларының түрлері мен сипаттамалары (SOFC)

I.ТО-ның заңы

Қатты оксид отынының жасушалары (SOFC)Электрохимиялық реакциялар арқылы химиялық энергияны көмірсутекті отындарда электр энергиясына және жылу энергиясына тікелей түрлендіретін озық энергия технологиясы. Олардың кең жанармай көздерінің артықшылығы, электр энергиясын өндірудің жоғары тиімділігі, жоғары қалдықтардың жоғары сапасы, тыныш жұмыс, тыныш жұмыс, аз шығарындылар және модульдік қондырғы.

ТаСоф жүйесіСтекке және перифериялық көкшіл қондырғыға бөлуге болады. Жинақ - бұл жанармай ұяшығының өзегі және химиялық энергияны электр энергиясына айналдыратын құрылғы. Жинықтағы перифериялық қосалқы қондырғыларға ауа жеткізгішті алдын ала қыздыру қондырғысы, отынмен қамтамасыз ету (реформалар) блогы, құйрықты газды қалпына келтіру қондырғысы, электрмен жабдықтау және басқару бөлімі кіреді.

Жұмыс принципіСофэлектрохимиялық процестерге негізделген және әдетте 650 ~ 950 ℃ жоғары температурада жұмыс істейді. SOFC қатты оксиді керамиканы (әдетте цирконий оксидін) электролиттер ретінде пайдаланады, ол тек O²⁻ иондары, сонымен қатар бөлек ауа мен отынды да қолданады.

Жанармай (әдетте көмірсутектерден сутектелген сутегі) анод арқылы электролиттік интерфейске дейін, ал ауа катодты бетіне оттегімен ауырады және катодты катодтың каталитикалық әсерімен O²⁻ иондарына ауыстырылады. Электролитке кіргеннен кейін ол анодқа таратып, жанармайға реакция жасайды. Жоғалған электрондар катодқа катодқа оралады, сол арқылы электр энергиясын шығарады.

Соф схемалық диаграммасы

Ii. ТүрлеріСоф

Бөлшектердің әртүрлі дизайн формаларына сәйкес,Софнегізінен екі құрылымға бөлінеді: құбырлы және тегіс. Құбырлы дизайн дизайнының тығыздауы жақсы және ұзақ мерзімді тұрақты жұмысының сипаттамалары бар; Тегіс дизайн қысқа ағымдық жолға байланысты қуаттың тығыздығы жоғары.

1.Төпір құрылымы

Құбырлы құрылымСофең ерте және жетілген форма. Оның электр қуатын өндіру қондырғысы бір ұшымен жабық түтіктен және екінші ұшын ашық, ол кеуекті тірек түтікшісінен, анодтан, анодтан, анодтан, электролитпен және катодтан тыс жерге орналастырады.

Бұл құрылымдық дизайнда жанармай түтік корпусынан кіреді және ауа түтіктің сыртқы қабырғасы арқылы жеткізіледі. Оның батарея жинағы үлкен бостандыққа ие және оны бұзу оңай емес; Кеуекті керамикалар қолдау корпусы ретінде қолданылады және құрылымы мықты; Ол жақсы герметикалық өнімділікке және ұзақ мерзімді жұмыс тұрақтылығына ие.

Оның батарея жинағы да қарапайым, сонымен қатар батарея ұяшықтарын параллель және сериялы түрде қосу арқылы жоғары қуат жинағыштарын біріктіру оңай. Дегенмен, электродтар арасындағы аралық үлкен, ағымдағы аккумулятор арқылы өту жолы ұзақ, ал ішкі кедергілердің жоғалуы үлкен, сондықтан тиісті қуат тығыздығы төмен.

Долф-диодты электр қуатын өндіру қондырғысы және жүйені біріктіру схемасы

2. Жалпақ тақтайшаның құрылымы

Жалпақ тақтайшаның құрылымы SOFC қарапайым геометриялық пішіні және өндіріс құны төмен. Ол анодтан тұратын жалғыз камерадан тұрады,электролит, және катодты фильм. Екі жақтағы ойықтар бар коннектор іргелес катодты және анодты қосады және екі жағынан екі жаққа газ арналарын бір уақытта бөлу үшін ұсынады.

Оның аккумуляторы оттегі мен жанармай газын оқшаулау үшін жоғары температурада төзімді тығыздауды және биполярлы байланыстыратын тақтайшаға қойылатын жоғары талаптарға ие және электродтық материалдармен тығыздалған және жоғары температуралы тотықтырғыш пен өткізгіштікке ие болуы керек.

Техникалық тақтайша SOFC Power генерациясы және жүйелік интеграция схемасы

Iii. SOFC сипаттамасы

1. Жоғары тиімділік

Соф отын химиялық энергияны электрохимиялық құралдар арқылы, электр энергиясының тиімділігі 50% ~ 60% құрайды және масштабпен шектелмейді және шағын көлемді таратылған электр қуатын өндіру де жоғары тиімділікті сақтай алады.

2. Бай жанармай көздері

Дофкттің жоғары температурасына байланысты, табиғи газ, биогаз, этанол, метанол және т.б., соның ішінде жанармай көздері икемді және алуан түрлі отынды қолдануға болады.

3. Тыныш жұмыс

BOP қосалқы жүйесіне қосымша, SOFC Power генерациялау процесінде жоғары қуатты айналмалы жабдық жоқ, ал жұмыс тұрмыстық және жұмыс істейтін аудандарда орнатуға жарамды.

4. Қатты электролит стенді

Қатты оксидті электролит ретінде қолдана отырып, қымбат металл катализаторы қажет емес, ұзақ қызмет ету мерзімі, қарапайым жүйенің құрылымы, қарапайым жүйенің құрылымы және көлемі төмен.

5. Төмен шығарындылар

Электрохимиялық реакция кезінде ластаушы заттар шығарындылары жоқ, сонымен бірге электр қуатын өндірудің жоғары тиімділігінің арқасында бірдей электр қуатын өндіру үшін аз отын қажет, осылайша СО2 шығарындыларын азайтады.

6. Модульдік құрылым

Соф модульдік дизайнды қабылдайды, ол орнатуға икемді, шағын аумақты алып жатыр, қысқа мерзімді болуы мүмкін, бұл қысқа мерзімді кезеңге ие және оны жылжыту және қолдану оңай.