1 厦门大学能源学院, 福建 厦门 363102
2 福建省能源材料科学与技术创新实验室(IKKEM), 福建 厦门 361005
固体氧化物电解池能够利用可再生电能将CO2转化为CO等储存, 但其阴极材料仍面临活性位易烧结和积碳等问题。通过原位析出策略在A位缺陷钙钛矿阴极材料La0.4Ca0.4Ti0.94Ni0.06O3-δ表面构筑金属Ni纳米颗粒, 并优化不同的合成手段(掺杂、浸渍、混合)引入CeO2, 构筑了“氧化铈-金属-钙钛矿”三相复合阴极。结果表明: 机械混合CeO2对阴极的抗积碳性能与电化学性能的提升最为显著: 在800 ℃, 70% (体积分数) CO2/30% CO, 1.4 V电解电压下, 电流密度提高3倍, 衰减速率降低58%, 该改性结果与其表面氧空位浓度增加及CO2吸附强化有关。
固体氧化物电解池 二氧化碳转化 原位析出 钙钛矿阴极 二氧化铈修饰 抗积碳 solid oxide electrolysis cell conversion of carbon dioxide in-situ exsolution perovskite cathode modification of cerium oxide carbon deposition resistance
1 中国矿业大学材料与物理学院, 江苏 徐州 221116
2 中国矿业大学, 煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室, 江苏 徐州 221116
3 中国矿业大学化工学院, 江苏 徐州 221116
井下抽采煤层气的CH4浓度低、具有爆炸风险, 利用困难。为此提出了低浓度煤层气为燃料的固体氧化物燃料电池(SOFC)安全高效发电新方法, 开展了可消除低浓度煤层气爆炸风险的变压吸附脱氧提浓实验和大尺寸SOFC单片电池堆实验, 建立了SOFC多场耦合数值模型。结果表明: 变压吸附可使CH4体积分数提高1.36倍, 脱氧率达84.5%, 满足SOFC安全高效利用要求; 低浓度煤层气燃料单电池功率密度达110.2 mW/cm2, 但长期放电后阳极积碳, 导致性能衰减; 数值模拟表明降低放电电压、提高燃料O2 和CH4体积比、减少阳极进气流速可减少积碳, 但会降低发电性能。
低浓度煤层气 固体氧化物燃料电池 积碳 脱氧提浓 多场耦合 low-concentration coal mine methane solid oxide fuel cell carbon deposition deoxygenation and methane enrichment multi-physic coupling
1 装甲兵工程学院机械产品再制造国家工程研究中心, 北京 100072
2 北京国科世纪激光技术有限公司, 北京 100192
考察了不同清洗速度下激光清洗钛合金积碳表面的形貌、元素组成以及相对含量的变化。结果发现: 清洗速度对激光清洗钛合金积碳表面的形貌以及所含的C元素相对含量有很大影响。清洗速度为3.0 cm2/s时, 钛合金表面会出现明显的激光光斑痕迹, 表面出现烧伤现象; 清洗速度为7.0 cm2/s时, 激光清洗表面所含C元素的相对含量为0 Wt%, 激光清洗效果最好。
激光清洗 激光除积碳 积碳 钛合金表面清洗 laser cleaning laser removal of carbon deposition carbon deposition titanium alloy surface cleaning
