[发明专利]一种含碳燃料化学链重整制取合成气与固体氧化物燃料电池发电共联产的装置及方法

摘要

本发明公开了一种含碳燃料化学链重整制取合成气与固体氧化物燃料电池发电共联产的方法，包括如下步骤：(1)含碳燃料通过化学链重整反应器与氧载体反应获得以CO与H₂为主的合成气；(2)反应后的氧载体与固体氧化物燃料电池的阳极接触，通过外接电路向固体氧化物燃料电池的阴极释放电子形成电流；(3)化学链重整制取合成气与电化学反应过程过程交替循环进行，实现含碳燃料化学链重整制取合成气与固体氧化物燃料电池发电共联产。本发明解决了SOFC碳基燃料的阳极易于积碳问题，拓展其对碳基燃料的适用性，提高系统能源利用效率，同时间接解决高温固体氧化物燃料电池电极与碳基燃料直接接触产生诸多问题，降低内重整技术实施难度及成本。

主权项

1.一种含碳燃料化学链重整制取合成气与固体氧化物燃料电池发电共联产的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)设定外加热温度，含碳燃料通过化学链重整反应器与氧载体反应获得以CO与H₂为主的合成气，氧载体被还原为低价态的氧载体；(2)反应后的氧载体与固体氧化物燃料电池的阳极接触，通过外接电路向固体氧化物燃料电池的阴极释放电子形成电流，阴极表面的O₂分子得电子后生成O^2‑，O^2‑在内部通过固体氧化物燃料电池中的电解质向固体氧化物燃料电池的阳极传输，在阳极表面重新氧化低价态的氧载体，恢复氧载体晶格氧，电化学反应持续进行；待电化学反应完毕，重新开始化学链重整过程，以获得合成气与低价态的氧载体；(3)化学链重整制取合成气与电化学反应过程交替循环进行，实现含碳燃料化学链重整制取合成气与固体氧化物燃料电池发电共联产；所述的含碳燃料为含碳燃气，所述的氧载体为A₂BB′O₆钙钛矿类的功能氧载体，所述的A选自Sr、Ca和Ba中的一种，B选自铁、镍和铜中的一种，B′选自Nb、Mo和W中的一种。