以污泥热解气为燃料的固体氧化物燃料电池及其发电的方法，它属于固体氧化物燃料电池领域。本发明专利技术目的是提供了以污泥热解气为燃料的固体氧化物燃料电池及其发电的方法。所述YSZ膜将壳体分成阳极室和阴极室，阳极室内设置有热解气管，阴极室内设置有空气管，阳极与阴极分别固定在电解质膜两侧，以污泥热解气为燃料。所述发电的方法是通过下述步骤实现的：污泥热解气脱硫后吸收二氧化碳，混入空气后由热解气管通入阳极室进行氧化反应同时空气由空气管通入阴极室进行还原反应，电流输出。本发明专利技术的发电效率为200～400mW/cm2；40～60h后电池性能的仅降低5％～10％，证明具有稳定的电流和电压。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于固体氧化物燃料电池领域；具体涉及。背景领域现今污泥热解技术越来越趋于成熟，污泥热解技术是一种污泥资源化的有利方法，热解法作为城市污水生物污泥焚烧处理的替代技术，因其经济好、二次污染小、热解产物利用价值高等优点而受到广泛关注，污泥热解的主要产物焦炭、焦油和热解气。污泥热解气里富含大量的氢气、甲烷、乙烷、一氧化碳和乙烯等燃料气体，目前关于以污泥热解气为燃料进行发电还未见报道。
技术实现思路
本专利技术目的是提供了。本专利技术以污泥热解气为燃料的固体氧化物燃料电池由壳体、导线、空气管、热解气管、阳极室、阳极、电解质膜、阴极和阴极室构成，其特征在于所述rez膜将壳体分成阳极室和阴极室，阳极室内设置有热解气管，阴极室内设置有空气管，阳极与阴极分别固定在电解质膜两侧，阳极与阴极外侧固定有钼网，钼网与导线连接，阳极位于阳极室内，外电路设置在壳体的外部与导线连接，以污泥热解气为燃料。以污泥热解气为燃料的固体氧化物燃料电池发电的方法是通过下述步骤实现的污泥热解气脱硫后吸收二氧化碳，然后混入空气，空气占空气与污泥热解气总体积的 10% 30%，然后以50 150mL/min流速由热解气管通入阳极室进行氧化反应同时空气以 50 150mL/min流速由空气管通入阴极室进行还原反应，氧化还原过程中保持电池工作温度为600 800°C，电流输出；即实现了以污泥热解气为燃料的固体氧化物燃料电池发电。本专利技术中污泥热解气中的有效气体(甲烷、氢气和一氧化碳等)在阳极失去电子， 空气中的氧气在阴极得到电子，电子由外接导线进行传递，产生电流。本专利技术以污泥热解气为固体氧化物燃料电池燃料，将生物质能转化为电能，发电效率为200 400mW/cm2 ；实验 40 60h后电池性能的仅降低5% 10%证明具有稳定的电流和电压，使用时间持久。热解时产生的热解气得以充分利用，属清洁、有效、无污染的能源获取方式。用污泥热解气为燃料的固体氧化物燃料电池，通过组成电池堆利用热解气，可以建在污水处理厂、垃圾填埋场和工厂等用电企业，污泥得到资源化，产生电能，供给热解的动力消耗或者用电企业的用电需求。附图说明图1是以污泥热解气为燃料的固体氧化物燃料电池的结构示意图；图2是具体实施方式十一所述电池的发电效率随时间变化曲线图。具体实施例方式本专利技术技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。具体实施方式一结合图1进行说明，以污泥热解气为燃料的固体氧化物燃料电池由壳体1、导线2、空气管3、热解气管4、阳极室5、阳极6、电解质膜7、阴极8和阴极室9 构成，所述HZ膜7将壳体1分成阳极室5和阴极室9，阳极室5内设置有热解气管4，阴极室9内设置有空气管3，阳极5与阴极8分别固定在电解质膜7两侧，阳极5与阴极8外侧固定有钼网11(钼网11起收集电流的作用)，钼网11与导线2连接，阳极6位于阳极室5 内，外电路10设置在壳体1的外部与导线2连接，以污泥热解气为燃料。具体实施方式二本实施方式与具体实施方式一不同的是所述阳极6的厚度为 200 μ m 500 μ m。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。具体实施方式三本实施方式与具体实施方式一或二不同的是所述电解质膜7 厚度为30μπι ΙΟΟμπι。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。具体实施方式四本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是所述阴极8 厚度50μπι ΙΟΟμπι。其它组成和连接关系与具体实施方式一至三之一相同。具体实施方式五本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是所述阳极是由氧化镍和氧化钴按1 3、1 6、3 1或6 1的质量比制成的。其它组成和连接关系与具体实施方式一至四之一相同。具体实施方式六本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是所述电解质膜7的材料是氧化钇稳定氧化锆(YSZ)，氧化钇稳定氧化锆中氧化钇的摩尔分数为5% 15%。其它组成和连接关系与具体实施方式一至五之一相同。具体实施方式七本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是所述阴极8 的材料是锶掺杂的锰酸镧(LSM，Strontium Doped Lanthanum Manganate)，锶掺杂的锰酸镧分子式为La1-XSrxMnO3, χ取值为0. 1 0. 4。其它组成和连接关系与具体实施方式一至六之一相同。具体实施方式八本实施方式中以污泥热解气为燃料的固体氧化物燃料电池发电的方法是通过下述步骤实现的污泥热解气脱硫后吸收二氧化碳，然后混入空气，空气占空气和污泥热解气总体积的10% 30%，然后以50 150mL/min的流速由热解气管4通入阳极室5进行氧化反应同时空气以50 150mL/min的流速由空气管3通入阴极室9进行还原反应，氧化还原过程中保持电池工作温度为600 800°C，电流输出；即实现了以污泥热解气为燃料的固体氧化物燃料电池发电。具体实施方式九；本实施方式与具体实施方式八不同的是所述空气占空气和污泥热解气总体积的15% 25%。其它步骤和参数与具体实施方式八相同。具体实施方式十本实施方式与具体实施方式八不同的是所述空气占空气和污泥热解气总体积的20%。其它步骤和参数与具体实施方式八相同。具体实施方式十一本实施方式所述以污泥热解气为燃料的固体氧化物燃料电池与具体实施方式一不同的是壳体1为氧化铝管，导线为银线，阳极与阴极的面积相等，面积为2. Mcm2，所述阳极6的厚度为200 μ m;所述阳极是由氧化镍和氧化钴按1 3的质量比制成的；所述电解质膜7厚 度为50 μ m ；所述阴极8厚度为80 μ m ；所述电解质的材料是 Y2O3稳定&03，Y2O3的掺杂的摩尔分数为10% ；所述阴极8是锶掺杂的锰酸镧，锶掺杂的锰酸镧分子式为Laa8Sra2MnCV其发电的方法是通过下述步骤实现的污泥热解气脱硫后吸收二氧化碳，然后混入空气，空气占空气和污泥热解气总体积的20%，然后以lOOmL/min流速由热解气管4通入阳极室5进行氧化反应同时空气以lOOmL/min流速由空气管3通入阴极室9进行还原反应，电流输出；即实现了以污泥热解气为燃料的固体氧化物燃料电池发 H1^ ο阳极和阴极与电解质膜可采用共压法固定，使用压力100 350MPa，电极的面积为1 3cm2，Pt网作为电流收集板，银线连接进行测试，用耐高温的陶瓷粘合剂连接氧化铝管，形成阴极室和阳极室，固体燃料电池的制作时使用电场辅助制备电解质和电极，电场参数1000 3000v. CnT1的直流电场或者交流电场。本实施方式发电效率随时间变化如图2所示。由图2可知具有稳定的电流和电压， 使用时间持久。本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．以污泥热解气为燃料的固体氧化物燃料电池，它由壳体（１）、导线（２）、空气管（３）、热解气管（４）、阳极室（５）、阳极（６）、电解质膜（７）、阴极（８）、阴极室（９）和铂网（１１）构成，其特征在于所述ＹＳＺ膜（７）将壳体（１）分成阳极室（５）和阴极室（９），阳极室（５）内设置有热解气管（４），阴极室（９）内设置有空气管（３），阳极（５）与阴极（８）分别固定在电解质膜（７）两侧，阳极（５）与阴极（８）外侧固定有铂网（１１），铂网（１１）与导线（２）连接，阳极（６）位于阳极室（５）内，外电路（１０）设置在壳体（１）的外部与导线（２）连接，以污泥热解气为燃料。
【技术特征摘要】
1.以污泥热解气为燃料的固体氧化物燃料电池，它由壳体(1)、导线O)、空气管(3)、 热解气管⑷、阳极室(5)、阳极(6)、电解质膜(7)、阴极(8)、阴极室(9)和钼网(11)构成，其特征在于所述YSZ膜(7)将壳体⑴分成阳极室(5)和阴极室(9)，阳极室(5) 内设置有热解气管G)，阴极室(9)内设置有空气管(3)，阳极(5)与阴极⑶分别固定在电解质膜(7)两侧，阳极(5)与阴极(8)外侧固定有钼网(11)，钼网(11)与导线(2)连接， 阳极(6)位于阳极室(5)内，外电路(10)设置在壳体⑴的外部与导线(2)连接，以污泥热解气为燃料。2.根据权利要求1所述以污泥热解气为燃料的固体氧化物燃料电池，其特征在于所述阳极(6)的厚度为200 μ m 500 μ m。3.根据权利要求2所述以污泥热解气为燃料的固体氧化物燃料电池，其特征在于所述电解质膜⑵的厚度为30 μ m 100 μ m。4.根据权利要求3所述以污泥热解气为燃料的固体氧化物燃料电池，其特征在于所述阴极⑶的厚度50 μ m 100 μ m。5.根据权利要求4所述以污泥热解气为燃料的固体氧化物燃料电池，其特征在于所述阳极(6)是由氧化镍和氧化钴按1 3、1 6、3 1或6 1的质量比制成的。6.根据权利要求5所述以污泥...
【专利技术属性】
技术研发人员：田禹，吴晓燕，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93
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