高温燃料电池
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高温固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell）是一种直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效转化为电能的发电装置。相比其他类型燃料电池，SOFC工作温度较高（600℃~850℃），同时具有更高电效率（~60%）、低成本与几乎适应所有的碳氢燃料等特点，因而被誉为21世纪最具发展前景的发电技术之一。由于合成气燃料热值较低，空气过量系数大（3-6倍），组分变化范围宽，调节比高，因而稳定而高效地燃烧是SOFC研发的一个难点问题。我们采用金属网编结构的新型燃烧器，基于本课题组稀释燃烧理论研究成果，结合粒子图像测速（PIV）得到了金属网编结构燃烧器的稳定燃烧范围，研发了1KW功率的SOFC的燃烧系统系统，采用机器学习方法得到了燃烧系统的动力学演化模型，保证系统动态运行稳定健康。
水蒸气重整供给燃料的SOFC系统三维图
固体氧化物燃料电池是通过电化学反应直接将化石燃料（煤、石油、天然气等）、生物质燃料或其它碳氢化合物燃料中的化学能直接转换为电能的装置。SOFC电堆需配备热箱（Hotbox，含重整器、燃烧室、换热器与脱硫装置等）与冷箱（Coldbox，含风机、功率变换器、流量调节器、阀门、压力调节器和控制单元）等外围部件（Balance of Plant，BOP）形成独立发电系统，如上图所示。在固体氧化物燃料电池系统中，燃料通过蒸汽重整器转化为合成气（H2和CO），合成气在电池组阳极中未反应的阳极废气，经过燃烧室燃烧产生的热量可以提供给燃料电堆和蒸汽重整器，维持电化学和重整反应。