A robust fuel cell operated on nearly dry methane at 500 °C enabled by synergistic thermal catalysis and electrocatalysis

电催化剂 甲烷 催化作用 阳极 二氧化碳重整 氧化物 碳氢化合物 固体氧化物燃料电池 阴极 化学工程 材料科学 电化学 化学 废物管理 合成气 冶金 工程类 电极 有机化学 物理化学
作者
Yu Chen,Ben deGlee,Yu Tang,Ziyun Wang,Bote Zhao,Yuechang Wei,Lei Zhang,Seonyoung Yoo,Kai Pei,Jun Hyuk Kim,Yong Ding,P. Hu,Franklin Tao,Meilin Liu
出处
期刊:Nature Energy [Nature Portfolio]
卷期号:3 (12): 1042-1050 被引量:309
标识
DOI:10.1038/s41560-018-0262-5
摘要

Solid oxide fuel cells (SOFCs) are potentially the most efficient technology for direct conversion of hydrocarbons to electricity. While their commercial viability is greatest at operating temperatures of 300–500 °C, it is extremely difficult to run SOFCs on methane at these temperatures, where oxygen reduction and C–H activation are notoriously sluggish. Here we report a robust SOFC that enabled direct utilization of nearly dry methane (with ~3.5% H2O) at 500 °C (achieving a peak power density of 0.37 W cm−2) with no evidence of coking after ~550 h operation. The cell consists of a PrBa0.5Sr0.5Co1.5Fe0.5O5+δ nanofibre-based cathode and a BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3–δ-based multifunctional anode coated with Ce0.90Ni0.05Ru0.05O2 (CNR) catalyst for reforming of CH4 to H2 and CO. The high activity and coking resistance of the CNR is attributed to a synergistic effect of cationic Ni and Ru sites anchored on the CNR surface, as confirmed by in situ/operando experiments and computations. Solid oxide fuel cells are most commercially viable when run at low temperatures, but this makes it challenging to achieve high performance with hydrocarbon fuels. Here the authors report a fuel cell running at 500 °C on nearly dry methane that incorporates a Ni–Ru–CeO2-based reforming catalyst, achieving high power densities and coking resistance.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
FashionBoy应助蛋挞采纳,获得10
刚刚
刚刚
刚刚
刚刚
1秒前
春国应助明天采纳,获得10
1秒前
1秒前
赘婿应助余歌采纳,获得10
1秒前
陈海伦完成签到 ,获得积分10
1秒前
123完成签到,获得积分10
2秒前
两棵大白菜完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
容我想想完成签到,获得积分10
3秒前
林枝强发布了新的文献求助10
3秒前
李霞客完成签到,获得积分10
3秒前
连又完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
糖布里部发布了新的文献求助10
4秒前
一一发布了新的文献求助10
7秒前
陌上发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
mu完成签到,获得积分20
7秒前
8秒前
111发布了新的文献求助10
8秒前
求你了哥发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
NexusExplorer应助草上飞采纳,获得10
9秒前
哈噜噗噜发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
gdh完成签到,获得积分10
10秒前
以戈发布了新的文献求助30
10秒前
11秒前
xingfangshu发布了新的文献求助10
11秒前
阿越应助蛋挞采纳,获得10
12秒前
天天快乐应助于特采纳,获得10
12秒前
12秒前
12秒前
wyblobin发布了新的文献求助10
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Manipulating the Mouse Embryo: A Laboratory Manual, Fourth Edition 1000
Determination of the boron concentration in diamond using optical spectroscopy 600
Founding Fathers The Shaping of America 500
Distinct Aggregation Behaviors and Rheological Responses of Two Terminally Functionalized Polyisoprenes with Different Quadruple Hydrogen Bonding Motifs 460
Research Handbook on Law and Political Economy Second Edition 398
March's Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 催化作用 遗传学 冶金 电极 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4559758
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3986111
关于积分的说明 12341862
捐赠科研通 3656799
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2014599
邀请新用户注册赠送积分活动 1049307
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 937635