第２９卷第３期洁净煤技术Ｖｏｌ.２９Ｎｏ.３２０２３年３月ＣｌｅａｎＣｏａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＭａｒ．２０２３“氢能与洁净煤技术融合发展”专题煤气化燃料电池联合系统中固体氧化物燃料电池堆性能巴黎明１，２，熊星宇３，杨志宾１，彭苏萍１（１．中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院，北京１０００８３；２．北京低碳清洁能源研究院，北京１０２２１１；３．华北电力大学能源与动力工程学院，北京１０００９６）移动阅读收稿日期：２０２２－１２－２８；责任编辑：张鑫ＤＯＩ：１０．１３２２６／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－６７７２．Ｈ２２１２２７０１基金项目：国家重点研发计划资助项目（ＳＱ２０１７ＹＦＧＸ０５０１００）作者简介：巴黎明（１９８２—），男，山东枣庄人，高级工程师，博士研究生。Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｔｅｐｈｅｎｅａｌｌ＠１６３．ｃｏｍ引用格式：巴黎明，熊星宇，杨志宾，等．煤气化燃料电池联合系统中固体氧化物燃料电池堆性能研究［Ｊ］．洁净煤技术，２０２３，２９（３）：８－１７．ＢＡＬｉｍｉｎｇ，ＸＩＯＮＧＸｉｎｇｙｕ，ＹＡＮＧＺｈｉｂｉｎ，ｅｔａｌ．Ｓｏｌｉｄｏｘｉｄｅｆｕｅｌｃｅｌｌｓｔａｃｋｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｆｕｅｌｃｅｌｌｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＣｌｅａｎＣｏａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０２３，２９（３）：８－１７．摘要：煤气化燃料电池联合系统是下一代高效、清洁发电技术的重要选择之一。为避免煤合成气在固体氧化物燃料电池堆内由于ＣＯ歧化反应形成积碳，需对合成气进行一定程度加湿。利用替代映射方法构建了固体氧化物燃料电池堆多物理场多尺度模型，分析不同加湿程度下的电堆性能。加湿后，电堆内水煤气变换反应速率显著增大，并与Ｈ２和ＣＯ的电化学反应相互影响。在电堆内电池流道入口附近，水煤气变换反应尤为强烈，将ＣＯ快速转变为Ｈ２，补充了Ｈ２电化学反应的消耗。但加湿程度的增大也会降低Ｈ２能斯特电势，抑制流道入口段附近的Ｈ２电化学反应速率。距流道入口大于６０ｍｍ的部分，ＣＯ和Ｈ２分压接近平衡，水煤气变换反应减弱，气体反应速率受电化学反应控制。流道入口段Ｈ／Ｏ体积分数比和Ｃ／Ｏ体积分数比都较低，易发生积碳。５０％以上的加湿可显著降低电堆内的积碳风险。加湿会造成电堆性能下降，采用的合成气组成条件下，１００％加湿造成电堆性能损失４．６５％。关键词：煤气化；固体氧...
