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中国矿大材料与物理学院凌意瀚在Applied Catalysis B发表论文

发布时间:2019-11-13作者:点击次数:

中国矿大材料与物理学院凌意瀚在Applied Catalysis B: Environmental发表论文——基于燃料电池技术实现煤矿低浓度瓦斯清洁高效利用

中国矿业大学材料与物理学院凌意瀚特聘研究员、安全工程学院周福宝教授及化工学院王绍荣教授围绕“双一流”学科建设深入合作,研究煤矿低浓度瓦斯燃料电池利用技术难题。

瓦斯是威胁煤矿安全生产的主要危险源,也是一种清洁能源。目前,由于井下抽采瓦斯中混有大量空气,甲烷浓度普遍偏低(<30%),导致其利用率不足40%,大量瓦斯被直接排放到大气中,造成了巨大的能源浪费和严重的环境污染。瓦斯发电利用是变害为利的有效手段,但现有的低浓度瓦斯利用技术主要是燃机发电技术,其发电效率低(~25%),大量排放氮氧化物、固体颗粒物等污染物并产生噪声污染。

合作团队提出采用固体氧化物燃料电池技术将低浓度瓦斯直接转化为电能的创新思路,可大幅提高瓦斯发电效率,减少污染物排放。团队研发了适用于低浓度瓦斯的燃料电池发电成套技术,将可利用的瓦斯浓度下限扩展至3%,低浓度瓦斯工况下发电效率高达40%,氮氧化物零排放,并克服了低浓度瓦斯燃料电池阳极积炭、氧化和热失控等关键技术难题,为我国煤矿低浓度瓦斯燃料电池堆集成示范起到促进作用,相关研究在国际知名期刊Applied Catalysis B: Environmental (影响因子:14.229)在线发表题为“Efficient and Stable Conversion of Oxygen-Bearing Low-Concentration Coal Mine Methane by the Electrochemical Catalysis of SOFC Anode: From Pollutant to Clean Energy”研究论文。材料学院凌意瀚特聘研究员和安全学院周福宝教授为该论文共同通讯作者,中国矿业大学安全学院2016级博士生王鑫鑫为该论文第一作者。  

 

基于固体氧化物燃料电池的瓦斯发电技术路线图

以低浓度瓦斯为燃料的固体氧化物电池阳极发生积炭和氧化的理论边界条件

凌意瀚,洪堡学者、JSPS外国人特别研究员、江苏省双创团队核心、中国矿业大学青年骨干教师、中国硅酸盐学会矿物材料分会青年理事,主要从事科学研究方向为:(1)固态电池(固体氧化物燃料电池/电解池、全固态锂、钠离子电池);(2)环境、能源功能陶瓷材料与产品研究开发(陶瓷膜反应器、面向水处理的多孔陶瓷膜制备与应用技术、高温陶瓷气体分离膜)。J. Mater. Chem. AACS Appl. Mater. Inter., J.Power Sources等能源与材料领域权威期刊发表SCI论文70多篇。