溶融炭酸塩高温燃料電池の規模拡大

燃料電池エネルギー (FCE) は、天然ガスや石炭プラントと連携して効率を高め、エネルギーをクリーンにする高温燃料電池を開発しています。 コネチカットに本拠を置く同社は、溶融炭酸塩電解質を使用する新しいタイプの燃料電池を開発しました。 この電気化学セルは、天然ガス、石炭、またはその他の燃料から追加の電力を生成しながら、発電所の煙道ガスから CO2 を回収することができます。 同社は 100 を超える米国の燃料電池特許、有名なパートナー、そして急騰する株価を持っています。 まだ持っていないのは、利益や、その技術が商業規模で報われることを示すマーキー プロジェクトです。

燃料電池は、燃焼ではなく、電気化学反応によって電気を発生させる装置です。 燃焼せずに水素から熱を生成することはユニークで魔法のようだと主張する人もいます.

実際のエネルギー ソリューションでは、石炭バーナー全体を交換するか、石炭プラントに沿って燃料電池を追加することが経済的かどうかを判断するための指標を測定しました。 溶融炭酸塩燃料電池は、科学、工学、経済学、およびスケーラビリティの観点から明確に定義されています。 定義されておらず、透明性のあるエンジニアリング設計とコスト調査を実施しておらず、実際の潜在的な利益を明確にするために取り組んでいない偽装者がいます。

溶融炭酸塩燃料電池 (MCFC) は、600 °C 以上の温度で動作する高温燃料電池です。

溶融炭酸塩燃料電池 (MCFC) は、天然ガス、バイオガス (嫌気性消化またはバイオマスガス化の結果として生成される)、および電気事業、産業、軍事用途向けの石炭ベースの発電所用に開発されました。 MCFC は、ベータ アルミナ固体電解質 (BASE) の多孔質で化学的に不活性なセラミック マトリックスに懸濁した溶融炭酸塩混合物で構成される電解質を使用する高温燃料電池です。 それらは 650 °C (約 1,200 °F) 以上の非常に高い温度で動作するため、非貴金属をアノードとカソードで触媒として使用でき、コストを削減できます。

効率の向上は、MCFC がリン酸型燃料電池 (PAFC) よりも大幅なコスト削減をもたらすもう 60 つの理由です。 溶融炭酸塩燃料電池は 37% に近い効率に達することができ、リン酸燃料電池プラントの 42 ～ 85% の効率よりもかなり高くなります。 廃熱を回収して使用すると、全体の燃料効率は XNUMX% にもなります。

水素の生成と注入を伴う MCFC ベースのエネルギー システムの設計と XNUMX つの基準の最適化: 炭素排出量を最小限に抑えるための取り組み

化石燃料埋蔵量の急速な枯渇の脅威と、これらの資源の枯渇による汚染物質の排出は、生態系に壊滅的な結果をもたらしました。 効率的なエネルギー システム、これらのシステムからの廃熱回収、および二酸化炭素排出サイクルの減少を使用することは、この状況でこの迫り来る脅威を回避するための 2 つのアプローチです。 この論文では、ボトミング吸収パワーサイクルによって生成された電気を利用して、溶融炭酸塩燃料電池ベースのエネルギーシステムで使用する水素を生成することが提案されています。 このシステムは、廃熱を効率的に利用することで水素を最大限に利用し、炭化水素燃料の使用を最小限に抑えることができるため、ニアゼロカーボンと呼ばれています。 技術、経済、環境の観点から、ほぼゼロの炭素循環の概念が模索されています。 検討中のシステムの最適な動作点を確立するには、多基準の最適化を実行して、コストと CO66.21 排出量を削減し、同時に効率を高める必要があります。 検討中のシステムの性能に影響を与える重要な設計パラメータを発見するために、パラメトリック解析が実行されます。 調査中の要因には、燃料利用率、電流密度、スタック温度 (Tstack)、蒸気と炭素の比率 (rsc) が含まれます。 調査の結果、提案されたシステムのエネルギー効率とエクセルギー効率は、それぞれ約 59.5% と 93.12% であることがわかりました。 エクセルギー解析の結果によると、MCFC とアフターバーナーがエクセルギー破壊の点で最高にランク付けされました (それぞれ 22.4 MW と 59.5 MW)。 11.7 つの目的の最適化の結果は、最適なソリューション ポイントのエクセルギー効率が 2%、総コスト レートが 0.58 ($/ギガジュール)、COXNUMX 排出量が XNUMX トン/MWh であることも明らかにしています。