Search papers

Article details

  • Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials
  • Vol: 62, Issue: 2, 2010
  • pp: 143-148

download: article (PL)

Factors improving efficiency of direct carbon fuel cell

Abstract (EN)

The paper examines the influence of ionic conductivity of solid oxide electrolytes (ZrO2-Y2O3) on efficiency of a planar solid oxide fuel cell with direct oxidation of carbon (DC-SOFC), operating at temperatures from 600 to 850°C. The ZrO2 solid solutions contained from 3 to 12 mol% Y2O3. The highest current densities were obtained for DC-SOFC with 8 mol% Y2O3 in ZrO2 (8YSZ) used as electrolyte. The performance efficiency of that fuel cell increases also as a result of reducing the thickness of the electrolyte, which results in a decrease of ohmic polarization. Also, preliminary studies were performed, focusing on the effectiveness of conversion of different types of coal to electricity in DC-SOFC.

During research, it was showed that adding 8YSZ ionic oxide conductor to the powdered coal fuel in the amount not exceeding 10% of its weight results in an increase of current densities as opposed to the current densities obtained from pure carbon fuel cells. The measurements were carried out in the planar and tubular oxide fuel cells.

Keywords (EN): Direct carbon fuel cell, Ionic oxide conductors, Carbon, Zirconia solid solutions

Czynniki poprawiające sprawność działania ogniw paliwowych z bezpośrednim utlenianiem węgla

Dudek M., Tomczyk P.

Abstract (PL)

W pracy przeanalizowano wpływ przewodności jonowej elektrolitów tlenkowych ZrO2-Y2O3 na efektywność pracy płaskiego stałotlenkowego ogniwa paliwowego z bezpośrednim utlenianiem węgla (DC-SOFC), pracującego w temperaturach od 600 do 850°C. Badane roztwory stałe zawierały od 3 do 12% mol. Y2O3 w ZrO2. Najwyższe gęstości prądu otrzymano dla spieku o udziale 8% mol. Y2O3 (8YSZ), charakteryzującego się największą przewodnością jonową pośród tej grupy materiałów. Efektywność pracy badanego ogniwa wzrasta też na skutek zmniejszania grubości elektrolitu, skutkującej obniżeniem polaryzacji omowej. Wykonano również wstępne badania nad efektywnością konwersji różnych typów węgla na energię elektryczną w ogniwie DC-SOFC.

W trakcie badań wykazano, że dodatek przewodnika jonowego 8YSZ do sproszkowanego paliwa węglowego w ilości nie przekraczającej 10% wag. prowadzi do wzrostu otrzymywanych gęstości prądu w porównaniu do gęstości prądu otrzymywanych z ogniw zasilanych czystym paliwem węglowym. Pomiary przeprowadzono w ogniwach paliwowych o geometrii płaskiej i rurkowej.

Keywords (PL): ogniwo paliwowe z bezpośrednim utlenianiem węgla, jonowe przewodniki tlenkowe, węgiel, roztwory stałe ZrO2

return…