To'g'ridan-to'g'ri uglerod yoqilg'isi xujayrasi - Direct carbon fuel cell

A To'g'ridan-to'g'ri uglerod yoqilg'isi xujayrasi (DCFC) - bu yonilg'i xujayrasi bio-massa kabi yoqilg'i sifatida uglerodga boy materialdan foydalanadi[1] yoki ko'mir.[2] Hujayra uglerod va kislorodni biriktirib, energiya hosil qiladi, bu esa karbonat angidridni yon mahsulot sifatida chiqaradi.[3] U shuningdek, ko'mir yoqilg'isi xujayralari (CFC), uglerod-havo yoqilg'isi xujayralari (CAFC), to'g'ridan-to'g'ri uglerod / ko'mir yoqilg'i xujayralari (DCFC) va DC-SOFC deb nomlanadi.

Hujayraning umumiy reaktsiyasi C + O2 → CO2. Yarim hujayrali yozuvdagi jarayon:

  • Anot: C + 2O2− → CO2 + 4e−
  • Katod: O2 + 4e− → 2O2−

Karbonat angidridning chiqarilishiga qaramay, to'g'ridan-to'g'ri uglerod yoqilg'isi xujayrasi an'anaviy uglerod yoqish texnikasidan ko'ra ekologik jihatdan qulaydir. Yuqori samaradorligi tufayli u bir xil miqdordagi energiya ishlab chiqarish uchun kam uglerod talab qiladi. Bundan tashqari, toza karbonat angidrid gazi chiqadiganligi sababli, uglerodni olish texnikalar an'anaviy elektr stantsiyalariga qaraganda ancha arzon. Ishlatiladigan uglerod shaklda bo'lishi mumkin ko'mir, koks, char, yoki qazilmaydigan uglerod manbai.[4][5][6]DCFC ning kamida to'rt turi mavjud.

Qattiq oksidli yonilg'i xujayrasi asoslangan dizayn[7][8]

Anot reaktsiyalari:

To'g'ridan-to'g'ri elektrokimyoviy oksidlanish yo'li:

C + 2O2− → CO2 + 4e−
C + O2− → CO + 2e−

Bilvosita elektrokimyoviy oksidlanish yo'li: CO + O2− → CO2 + 2e−

Buduard reaktsiyasi (bilvosita kimyoviy reaktsiya yo'li): C + CO2 → 2CO

Katod reaktsiyasi: O2 + 4e− → 2O2−

Eritilgan gidroksidlar yonilg'i xujayrasi

Uilyam V. Jak 1896 yilda ushbu turdagi yoqilg'i xujayralarida 555,511 AQSh patentini olgan. Prototiplar SARA, Inc. tadqiqot guruhi tomonidan namoyish etilgan.[9]

Eritilgan karbonat yonilg'i xujayrasi

Uilyam V. Jak 1897 yilda ushbu turdagi yoqilg'i xujayralarida Kanada patentini oldi[10]U yanada rivojlangan Lourens Livermor laboratoriyasi.[11]

Eritilgan qalay anot

Ushbu dizayn eritilgan kalay va qalay oksididan anodda eriydigan uglerodning oksidlanishi va qattiq oksid katodidagi kislorodning kamayishi o'rtasidagi bosqichma-bosqich reaktsiya sifatida foydalanadi.[12][13]

Shuningdek qarang

Tashqi havolalar

Adabiyotlar

  1. ^ Munnings, S .; Kulkarni, A .; Giddey, S .; Badval, S.P.S. (Avgust 2014). "To'g'ridan-to'g'ri uglerodli yonilg'i xujayrasida quvvatni konversiyalash uchun biomassa". Vodorod energiyasining xalqaro jurnali. 39 (23): 12377–12385. doi:10.1016 / j.ijhydene.2014.03.255.
  2. ^ Rady, Adam C.; Giddey, Sarbjit; Kulkarni, Aniruddha; Badval, Suxvinder P.S.; Battacharya, Sankar (2014 yil oktyabr). "Demineralizatsiya qilingan jigarrang ko'mir bilan ishlaydigan to'g'ridan-to'g'ri uglerodli yoqilg'i xujayrasidagi degradatsiya mexanizmi". Electrochimica Acta. 143: 278–290. doi:10.1016 / j.electacta.2014.07.088.
  3. ^ Giddey, S; Badval SPS; Kulkarni A; Munnings C (2012). "To'g'ridan-to'g'ri uglerod yoqilg'isi xujayralari texnologiyasini to'liq ko'rib chiqish". Energiya va yonish fanida taraqqiyot. 38 (3): 360–399. doi:10.1016 / j.pecs.2012.01.003.
  4. ^ Rady, Adam C.; Giddey, Sarbjit; Kulkarni, Aniruddha; Badval, Suxvinder P.S.; Battacharya, Sankar (2014 yil oktyabr). "Demineralizatsiya qilingan jigarrang ko'mir bilan ishlaydigan to'g'ridan-to'g'ri uglerodli yoqilg'i xujayrasidagi degradatsiya mexanizmi". Electrochimica Acta. 143: 278–290. doi:10.1016 / j.electacta.2014.07.088.
  5. ^ Munnings, S .; Kulkarni, A .; Giddey, S .; Badval, S.P.S. (Avgust 2014). "To'g'ridan-to'g'ri uglerodli yonilg'i xujayrasida quvvatni konversiyalash uchun biomassa". Vodorod energiyasining xalqaro jurnali. 39 (23): 12377–12385. doi:10.1016 / j.ijhydene.2014.03.255.
  6. ^ HyungKuk Ju, Jiyoung Eom, Jae Kwang Li, Xokyung Choi, Tak-Xyoung Lim, Rak-Xyon Song va Jeyun Li, Electrochimica Acta 115 (2014) 511. doi: 10.1016 / j.electacta.2013.10.124
  7. ^ Kulkarni; Ciacchi FT; S Giddey; C Munnings; SPS Badval; JA Kimpton; D Fini (2012). "To'g'ridan-to'g'ri uglerodli yonilg'i xujayralari uchun aralash ionli elektron o'tkazuvchan perovskit anot". Vodorod energiyasining xalqaro jurnali. 37 (24): 19092–19102. doi:10.1016 / j.ijhydene.2012.09.141.
  8. ^ Quvurli qattiq oksidli yonilg'i xujayrasi texnologiyasi, AQSh Energetika departamenti, olingan 2012-01-01
  9. ^ Ko'p miqdorda ifloslanishsiz elektr energiyasini ishlab chiqarish, dan arxivlangan asl nusxasi 2012-04-26, olingan 2012-01-01
  10. ^ "Arxivlangan nusxa". Arxivlandi asl nusxasi 2008-10-29 kunlari. Olingan 2008-09-13.CS1 maint: nom sifatida arxivlangan nusxa (havola)
  11. ^ Uglerodni to'g'ridan-to'g'ri elektr energiyasiga aylantirish, 2001 yil, arxivlangan asl nusxasi 2012-02-18, olingan 2012-01-01
  12. ^ https://web.archive.org/web/20090302040721/http://celltechpower.com/technology.htm. Arxivlandi asl nusxasi 2009 yil 2 martda. Olingan 18-fevral, 2009. Yo'qolgan yoki bo'sh sarlavha = (Yordam bering)
  13. ^ HyungKuk Ju, Sunghyun Uhm, Jin Won Kim, Rak-Hyun Song, Hokyung Choi, Si-Hyun Lee, Jaeyoung Li, To'g'ridan-to'g'ri uglerod yonilg'i xujayralarida qattiq yoqilg'ining elektrokimyoviy oksidlanishining yaxshilangan anod interfeysi: Quvvat manbalari jurnali 198 (2012) 36. doi: 10.1016 / j.jpowsour.2011.09.082