Węglowe ogniwa paliwowe – wybrane inicjatywy krajowe

• Autorzy: Dudek M. , Tomczyk P. , Lis B. , Mordarski G.

Warianty tytułu

EN

Direct carbon fuel cells – selected domestic activities

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Jednym z priorytetów polityki energetycznej Unii Europejskiej jest ograniczenie emisji CO2, pochodzącej z sektora energetycznego. Aby sprostać temu wyzwaniu w Polsce, której energetyka opiera się głównie na elektrowniach spalających węgiel kamienny i brunatny, należy już dzisiaj podjąć odpowiednie przeciwdziałania. Do takich przeciwdziałań należy –między innymi – zwiększenie efektywności wytwarzania energii elektrycznej z paliw kopalnych i wykorzystanie możliwości sekwestracji CO2. W ostatnich latach obserwuje się szybki rozwój ogniw paliwowych z bezpośrednim utlenianiem węgla – są one efektywnymi generatorami elektryczności, a strumień wytwarzanych w nich gazów wylotowych zawiera, niewymagający wzbogacania, stężony CO2. W artykule przedstawiono zasadę działania węglowych ogniw paliwowych, ich zalety i wady w stosunku do ogniw paliwowych wodorowo- tlenowych, a także osiągnięty przez nie poziom technologiczny. Przedstawiono również dokonania dwóch ośrodków w Polsce zaangażowanych w rozwój tej technologii: Akademii Górniczo-Hutniczej i Instytutu Katalizy i Fizykochemii Powierzchni PAN im. Jerzego Habera w Krakowie.

EN

EU energy policy has given high priority to the reduction of CO2 emissions, first and foremost the emissions from the power industry. To meet this challenge, especially in Poland where the power industry is based on hard and brown coal power plants, adequate countermeasures should be undertaken as soon as possible. One possible approach is to increase the efficiency of electricity production from fossil fuels, together with the employment of CO2 sequestration. Recently, there has been vigorous development in the area of direct carbon fuel cells, effective generators of electricity whose single byproduct of operation is concentrated CO2. This paper describes the fundamentals of operation of direct carbon fuel cells, their advantages and disadvantages in comparison to hydrogen-oxygen fuel cells, as well as their technological status. The analysis also reviews the achievements of two research centres in Krakow, Poland which are involved in the development of this technology, the AGH – University of Science and Technology and the Jerzy Haber Institute of Catalysis and Surface Chemistry of the Polish Academy of Sciences.

Słowa kluczowe

PL

paliwo węglowe; ogniwo paliwowe; elektrochemiczne utlenianie węgla

EN

fuel cell; direct carbon fuel cell; DCFC; electromechanical oxidation of carbon

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Polityka Energetyczna
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 17, z. 2
• Strony: 81--91
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Dudek M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Tomczyk P.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Lis B.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Mordarski G.

• Instytut Katalizy i Fizykochemii Powierzchni PAN, Kraków.

Bibliografia

• BEHLING, N.H. 2012. Fuel Cells: Current Technology Challenges and Future Research Needs (First ed.). Elsevier Academic Press.
• CAO, D., SUN, Y. i WANG, G. 2007. Direct carbon fuel cell: Fundamentals and recent development. Journal of Power Sources, vol. 167, pp. 250–257.
• CARTER, D. 2013. Latest Development in the Ene-Farm Scheme. Fuel Cell Today: http://www.fuelcelltoday.com/analysis/analyst-views/2013/13-02-27-latest-developments-in--the-ene-farm-scheme.
• COOPER, J.F. i SELMAN, J.R. 2009. Electrochemical oxidation of carbon: a review. ECS Transaction, vol. 19, No. 14, p. 15.
• Fuel Cell Handbook (Fifth Edition), U.S. Department of Energy, Morgantown, 2000,
• Handel emisjami CO2, cire.pl, 2014: http://www.cire.pl/handelemisjamiCO2/odcinki.html.
• High Temperature Solid Oxide Fuel Cells: Fundamentals, Design and Applications, Red. Singhal C., Kendall K., Elsevier, Amsterdam, 2004.
• KANNICHE M. i in. 2010. Pre-combustion, post-combustion and oxy-combustion in thermal power plant for CO2 capture. Applied Thermal Engineering, vol. 30, pp. 53–62,
• KOBYŁECKI, R. i BIS, Z. 2008. Węglowe ogniwo paliwowe – wysoko sprawne źródło czystej energii elektrycznej. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal t. 11 z. 1, str. 219–226.
• Komunikat COM (2011) 885/2: „Energy Roadmap 2050”: http://ec.europa.eu/energy/energy2020/roadmap/doc/com_2011_8852_en.pdf
• MARKEWITZ, P. i in. 2012.Worldwide innovations in the development of carbon capture technologies and the utilization of CO2. Energy and Environmental Science, vol. 5, pp. 7281–7305.
• Proposal for a Decision COM (2012) 416: http://www.cep.eu/en/analyses-of-eu-policy/climate-protection/backloading.
• SRINIVASAN, S. 2006. Fuel Cells. From Fundamentals to Applications. Springer, N.Y., p. 378.
• ZHAO, M., MINETT, A.I. i HARRIS, A.T. 2013. A review of techno-economic models for the retrofitting of conventional pulverised-coal power plants for post-combustion capture (PCC) of CO2. Energy and Environmental Science, vol. 6, pp. 25–40.