Direct carbon fuel cells based on solid oxide electrolyte technology

• Autorzy: Jewulski J. , Skrzypkiewicz M.

Warianty tytułu

PL

Węglowe ogniwa paliwowe oparte na technologii elektrolitu stałotlenkowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Direct carbon fuel cells (DCFC), developed intensively in the last decade, offer electric current generation with potentially much higher efficiency than currently achieved in coal-fired power plants. The existing planar solid oxide fuel cell technology is one of several possible fuel cell technology platforms enabling implementation of DCFC, fuelled with pulverised coal. The thermodynamic and electrochemical principles of DCSOFC technology are summarised in the paper. The current technology development status is reviewed and future potential of technology is discussed. Key research problems influencing the development of the technology in future were stated.

PL

Węglowe ogniwa paliwowe (DCFC), intensywnie rozwijane w ostatniej dekadzie, oferują generację energii elektrycznej z potencjalnie znacznie wyższą sprawnością niż obecnie uzyskiwana w elektrowniach węglowych. Istniejąca technologia elektrolitów stałotlenkowych jest jedną z platform technologicznych umożliwiających implementację koncepcji ogniw paliwowych zasilanych pyłem węglowym. W artykule podsumowano termodynamiczne i elektrochemiczne zasady działania technologii DC-SOFC. Dokonano przeglądu aktualnego stanu i potencjału rozwoju technologii. Wskazano kluczowe zagadnienia badawcze mające wpływ na jej rozwój w najbliższym czasie.

Słowa kluczowe

EN

direct carbon fuel cell; solid oxide fuel cells (SOFCs); electric power generator; electrical efficiency

PL

węglowe ogniwa paliwowe; stałotlenkowe ogniwa paliwowe; generator energii elektrycznej; sprawność elektryczna

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 89, nr 7
• Strony: 268--270
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Jewulski J.

• Institute of Power Engineering, Fuel Cell Department, Warsaw, Poland

autor

Skrzypkiewicz M.

• Institute of Power Engineering, Fuel Cell Department, Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Jain S. L., Nabae Y., Lakeman B. J., Pointon K. D., Irvine J. T.S., Solid state electrochemistry of direct carbon/air fuel cells, Solid State Ionics, 179 (2008), 1417–1421.
• [2] Lide D. R., CRC Handbook of chemistry and physics, 87th edition, (2006-2007).
• [3] Giddey S., Badwal S.P.S., Kulkarni A., Munnings C., Review: A comprehensive review of direct carbon fuel cell technology. Progress in Energy and Combustion Science, 38 (2012), 360-399.
• [4] Fuelcells Bulletin, August 2009, 1
• [5] Chuang S. S. C., Carbon-based Fuel Cell Final Report, The University of Akron, OH, (2006).
• [6] Nürnberger S., Bußar R., Franke B., Stimming U., Effiziente und umweltfreundliche Nutzung von Kohlenstoff zur Elektrizitätserzeugung (vorgetragen von U. Stimming), Arbeitskreis Energie in der Deutsche Physikalische Gesellschaft, Energie - Perspektiven für die Zukunft, Vorträge der Hamburger Tagung, (2009), 17.
• [7] Desclaux P., Nürnberger S., Rzepka M., Stimming U., Investigation of direct carbon conversion at the surface of a YSZ electrolyte in a SOFC, International Journal of Hydrogen Energy, 36 (2010), 10278-10281.
• [8] Wu Y., Su C., Zhang C., Ran R., Shao Z., A new carbon fuel cell with high power output by integrating with in situ catalytic reverse Boudouard reaction, Electrochemistry Communications, 11 (2009), 1265-1268.
• [9] Dudek M., Tomczyk P., Composite fuel for direct carbon fuel cell, Catalysis Today, 176 (2011), 388-392.
• [10] Dudek M., Tomczyk P., Juda K.L., Tomov R., Glowacki B.A., Batty S., Risby P., Socha R., Comparison of the Performances of DCFC Fuelled with the Product of Methane RF Plasma Reforming and Carbon Black, International Journal of Electrochemical Science, 7 (2012), 6704-6721.
• [11] Lee A. C., Mitchell R. E., Gür T. M., Thermodynamic analysis of gasification-driven direct carbon fuel cells, Journal of Power Sources, 194 (2009), 774–785.
• [12] Tang Y., Liu J. Effect of anode and Boudouard reaction catalysts on the performance of direct carbon solid oxide fuel cells. Int. J. of Hydrogen Energy, 35 (2010), 11188-11193.
• [13] Kim J.-P., Lim H., Jeon C.-H., Chang Y.-J., Koh K.-N., Choi S.- M., Song J.-H., Performance evaluation of tubular fuel cells fuelled by pulverized graphite, Journal of Power Sources, 195 (2010), 7568-7573.