Molten carbonate fuel cell (MCFC) fueled by ash free coal (AFC)

• Autorzy: Wołowicz M. , Choong-Gon L. , Yu-Jeong K. , Sang-Woo L. , Tae-Kyun K.

Warianty tytułu

PL

Węglanowe ogniwo paliwowe (MCFC) zasilane węglem bezpopiołowym (AFC)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents behavior of molten carbonate fuel cell fueled by ash free coal (AFC) in comparison to hydrogen. The gasification process and production of ash free coal is described and literature review is done. To check the composition of syngas after gasification, experiment with ash free coal in the laboratory scale was performed. The gasification conditions were 850 0C and Nitrogen flow at level of 100 mL/min. Results changing in 60 min for gas flow as well as for gas composition are presented. The experimental investigations for coin type scale fuel cell testing (for ash free coal and hydrogen) and test bench scale fuel cell testing (for hydrogen) are described. Comparison between ash free coal and hydrogen as a fuel for molten carbonate fuel cell is presented. Current-voltage curves for investigated cases are presented as well as results are discussed.

PL

W artykule zaprezentowano charakterystyki węglanowego ogniwa paliwowego zasilanego węglem bezpopiołowym (ang. Ash Free Coal – AFC) w porównaniu z paliwem wodorowym. Został opisany proces gazyfikacji oraz otrzymywania węgla bezpopiołowego. Przeprowadzono również studia literaturowe tego tematu. W celu sprawdzenia składu gazu syntezowego powstałego w wyniku gazyfikacji, przeprowadzono eksperyment w skali laboratoryjnej z użyciem węgla bezpopiołowego. Gazyfikacja została przeprowadzona w temperaturze 8500C oraz przy stałym wydatku azotu na poziomie 100 ml/min. Wynik zmiany wydatku gazu oraz jego składu w przeciągu 60 minut został zaprezentowany graficznie. Opisano przeprowadzone doświadczenia w skali “coin type” (wodór oraz węgiel bezpopiołowy) oraz w skali “test bench” (wodór). Zaprezentowano porównanie pomiędzy węglem bezpopiołowym a wodorem jako paliwem do węglanowych ogniw paliwowych. Zostały wygenerowane krzywe prądowo-napięciowe dla analizowanych przypadków wraz z podsumowaniem otrzymanych wyników.

Słowa kluczowe

EN

molten carbonate fuel cell; ash free coal; AFC; gasification

PL

węglanowe ogniwa paliwowe; węgiel bezpopiołowy; AFC; gazyfikacja

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2015
• Tom: Nr 4
• Strony: 93--97
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Wołowicz M.

• Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa Politechniki Warszawskiej

autor

Choong-Gon L.

• Department of Chemical and Biological Engineering, Hanbat National University

autor

Yu-Jeong K.

• studentka studiów magisterskich w Hanbat National University

autor

Sang-Woo L.

• student studiów magisterskich w Hanbat National University

autor

Tae-Kyun K.

• student studiów magisterskich w Hanbat National University

Bibliografia

• [1] Badwall S., Giddey S.: The holy grail of carbon combustion – the direct carbon fuel cell technology. Materials Forum Vol. 34 Edited by Jian Feng- Nie (2010) 181-185.
• [2] Bartela L., Skorek-Osikowska A., Kotowicz J.: Integration of a supercritical coal-fired heat and power plant with carbon capture installation and gas turbine. Rynek Energii 100 (3) (2012) 56–62.
• [3] Budzianowski W.: Sustainable biogas energy in Poland: Prospects and challenges. Renewable and Sustainable Energy Reviews 16 (1) (2012) 342–349.
• [4] Bujalski W.: Optimization of electricity and heat generation in large chp plant equipped with a heat accumulator. Rynek Energii 101 (4) (2012) 131–136.
• [5] Discepoli G., Cinti G., Desideri U., Penchini D., Proietti S.: Carbon capture with molten carbonate fuel cells: Experimental tests and fuel cell perfor-mance assessment. International Journal of Green-house Gas Control 9 (2012) 372–384.
• [6] Janusz-Szymanska K.: Economic efficiency of an IGCC system integrated with CCS installation. Rynek Energii 102 (5) (2012) 24–30.
• [7] Kim J., Choi H., Lim J., Rhim Y., Chun D., Kim S., Lee S., Yoo J.: Hydrogen production via steam gasification of ash free coals. International Journal of Hydrogen Energy 38 (2013) 6014-6020.
• [8] Kim J.-P., Choi H.-K., Chang Y.-J., Jeon C.-H.: Feasibility of using ash-free coal in a solid-oxide-electrolyte direct carbon fuel cell. International Journal of Hydrogen Energy, Volume 37, Issue 15, August 2012, Pages 11401-11408.
• [9] Kim S.H., Lee C.G.: A Trend of Producing Technologies of the Ashless Hyper Coal as a Clean Energy Source. Journal of Energy Engineering 21 (4) (2012) 325-338.
• [10] Kong Y., Kim J., Chun D., Lee S., Rhim Y., Lim J., Choi H., Kim S., Yoo J.: Comparative studies on steam gasification of ash-free coals and their orig-inal raw coals. International Journal of Hydrogen Energy 39 (2014) 9212-9220.
• [11] Kotowicz J., Skorek-Osikowska A., Bartela L.: Economic and environmental evaluation of selected advanced power generation technologies. Journal of Power and Energy 225 (2011) 221–232.
• [12] Lee C.G., Hur H., Song M.B.: Oxidation Behavior of Carbon in a Coin-Type Direct Carbon Fuel Cell. Journal of Electrochemical Society 158(4) (2011) 410-415.
• [13] Lee I., Jin S., Chun D., Choi H., Lee S., Lee K., Yoo J.: Ash-free coal as fuel for direct carbon fuel cell. Chemistry 57 (7) (2014) 1010–1018.
• [14] Milewski J., Wołowicz M., Badyda K., Misztal Z.: 36 kW Polymer exchange membrane fuel cell as combined heat and power unit. ECS Transactions 42 (1) (2012) 75-87.
• [15] Milewski J., Bujalski W., Wołowicz M., Futyma K., Kucowski J., Bernat R.: Experimental investigation of CO2 separation from lignite flue gases by 100cm2 single Molten Carbonate Fuel Cell. International Journal of Hydrogen Energy 39 (3) (2014) 1558-1563.