生物气及其电池尾气SOFC放电性能研究

王德震，左 薇，张 军，吴晓燕，孔晓伟

（哈尔滨工业大学 市政环境工程学院，黑龙江 哈尔滨 150090）

生物气及其电池尾气SOFC放电性能研究

王德震，左 薇，张 军，吴晓燕，孔晓伟

（哈尔滨工业大学 市政环境工程学院，黑龙江 哈尔滨 150090）

为探究以不同浓度生物气为燃料的固体氧化物燃料电池（SOFC）发电性能及该类电池尾气的再发电价值，通过模拟含不同比例甲烷和二氧化碳的生物气，在750 ℃下对气路串联Ni/YSZ阳极支撑SOFC进行放电性能测试和气体特性分析。放电结果显示燃料气经第一级SOFC利用后通入第二级 SOFC，同氢气经过两级SOFC相比，不同浓度下生物气均获得了较高的功率密度，且短时间恒流时，两级电池均能稳定运行；两级电池均以566 mA·cm-2电流密度恒流放电时的气体分析表明，当CO2/CH4为2时，电池内甲烷的干重整率最高。研究结果表明两级SOFC使用生物气及其电池尾气发电是可行的，可为以生物气为燃料SOFC电堆气路设计提供依据。

固体氧化物燃料电池；生物气；两级串联SOFC；尾气

能源是人类社会赖以生存和发展的基础，安全高效、廉价易得的新型能源开发利用已成为环境能源领域的研究热点，废物能源化利用备受关注。目前，厌氧发酵工艺广泛应用于城市污水、有机废弃物、剩余污泥等的处理处置，这些市政废物中均含有可利用的有机质，有机质在厌氧发酵过程中产生生物气，其是一种产量巨大的燃料气体[1,2]。受地域、季节、生物基质种类和发酵过程等因素影响，厌氧发酵生物气中各组分浓度为50%～70% CH4、 25%～50% CO2、1%～5% H2、0.3%～3% H2S和少量杂质等[1-3]。……