清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Highly durable, coking and sulfur tolerant, fuel-flexible protonic ceramic fuel cells

碳氢化合物 丙烷 氢燃料 甲烷 化学工程 氢 固体氧化物燃料电池 化学 材料科学 废物管理 直接乙醇燃料电池 酒精燃料 催化作用 硫黄 质子交换膜燃料电池 甲醇 电解质 有机化学 物理化学 工程类 电极
作者
Chuancheng Duan,Robert J. Kee,Huayang Zhu,Canan Karakaya,Yachao Chen,Sandrine Ricote,Angélique Jarry,Ethan J. Crumlin,David Adam Hook,Robert J. Braun,Neal P. Sullivan,Ryan O’Hayre
出处
期刊:Nature [Nature Portfolio]
卷期号:557 (7704): 217-222 被引量:754
标识
DOI:10.1038/s41586-018-0082-6
摘要

Protonic ceramic fuel cells, like their higher-temperature solid-oxide fuel cell counterparts, can directly use both hydrogen and hydrocarbon fuels to produce electricity at potentially more than 50 per cent efficiency1,2. Most previous direct-hydrocarbon fuel cell research has focused on solid-oxide fuel cells based on oxygen-ion-conducting electrolytes, but carbon deposition (coking) and sulfur poisoning typically occur when such fuel cells are directly operated on hydrocarbon- and/or sulfur-containing fuels, resulting in severe performance degradation over time3–6. Despite studies suggesting good performance and anti-coking resistance in hydrocarbon-fuelled protonic ceramic fuel cells2,7,8, there have been no systematic studies of long-term durability. Here we present results from long-term testing of protonic ceramic fuel cells using a total of 11 different fuels (hydrogen, methane, domestic natural gas (with and without hydrogen sulfide), propane, n-butane, i-butane, iso-octane, methanol, ethanol and ammonia) at temperatures between 500 and 600 degrees Celsius. Several cells have been tested for over 6,000 hours, and we demonstrate excellent performance and exceptional durability (less than 1.5 per cent degradation per 1,000 hours in most cases) across all fuels without any modifications in the cell composition or architecture. Large fluctuations in temperature are tolerated, and coking is not observed even after thousands of hours of continuous operation. Finally, sulfur, a notorious poison for both low-temperature and high-temperature fuel cells, does not seem to affect the performance of protonic ceramic fuel cells when supplied at levels consistent with commercial fuels. The fuel flexibility and long-term durability demonstrated by the protonic ceramic fuel cell devices highlight the promise of this technology and its potential for commercial application. Tests on a versatile protonic ceramic fuel cell resistant to carbon deposition and sulfur poisoning show that its durability and the wide range of fuels it can accept make it suitable for use in industry in the near future.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
虾米米0918完成签到 ,获得积分10
3秒前
4秒前
此时此刻发布了新的文献求助10
8秒前
痴情的朋友完成签到,获得积分10
10秒前
drkyy完成签到,获得积分10
12秒前
瘦瘦的涫完成签到,获得积分10
14秒前
夏至完成签到 ,获得积分10
25秒前
碧水蓝天完成签到 ,获得积分10
38秒前
清脆的惜萍完成签到,获得积分10
49秒前
研友_LN25rL完成签到,获得积分10
53秒前
超级翰完成签到 ,获得积分10
56秒前
此时此刻完成签到,获得积分10
1分钟前
耕牛热完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
爱笑的白枫完成签到,获得积分10
1分钟前
wsj完成签到 ,获得积分10
1分钟前
王志新完成签到 ,获得积分10
1分钟前
摸鱼大王在摸鱼完成签到 ,获得积分10
2分钟前
我很厉害的1q完成签到,获得积分10
2分钟前
游泳池完成签到,获得积分10
2分钟前
听话的尔竹完成签到,获得积分10
2分钟前
qianzhihe2完成签到,获得积分10
2分钟前
和谐如彤完成签到,获得积分10
2分钟前
Enyiqi001完成签到 ,获得积分10
2分钟前
奥丁不言语完成签到 ,获得积分10
2分钟前
轻松鹰完成签到 ,获得积分10
2分钟前
冷傲的宛白完成签到,获得积分10
2分钟前
zj完成签到 ,获得积分10
2分钟前
会赢完成签到 ,获得积分10
3分钟前
mzhang2完成签到 ,获得积分10
3分钟前
99的应助被冷傲的宛白采纳,获得10
3分钟前
从容的绿蝶完成签到,获得积分10
3分钟前
123456777完成签到 ,获得积分0
3分钟前
如意紫翠完成签到,获得积分10
4分钟前
无限的含羞草完成签到,获得积分10
4分钟前
六碗鱼完成签到 ,获得积分10
4分钟前
久晓完成签到 ,获得积分10
4分钟前
吉吉国王完成签到,获得积分10
4分钟前
孑然完成签到 ,获得积分10
4分钟前
Jack_20708124完成签到 ,获得积分10
4分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Convergent and bidirectional strategies towards the total synthesis of hemibrevetoxin B 300
Geschichtliche Grundbegriffe (GGB), Band 5: Pro–Soz 300
Die Religion in Geschichte und Gegenwart (RGG), 4. Auflage, Band 7: R–S 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7797736
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9333078
关于积分的说明 20457547
捐赠科研通 7388389
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3325472
关于科研通互助平台的介绍 2472777
邀请新用户注册赠送积分活动 2342813