Sentez gazı ile çalışan katı oksit yakıt hücresi ve kömür gazlaştırma entegre sistemi dizayn ve analizi

Katı Oksit Yakıt Hücreleri (KOYH) yakıtın kimyasal enerjisini elektrik akımına yüksek verimlilik ile dönüştüren elektrokimyasal dönüştürücü cihazlardır. KOYH sistemleri anot, katot ve elektrolit olmak üzere üç ana parçadan oluşur. Yüksek çalışma sıcaklıkları ve yük taşıyıcı olarak oksit iyonlarının görev alıyor olması KOYH sistemlerinde yakıt esnekliği sağlar. KOYH sistemlerinin yüksek çalışma sıcaklıkları, malzeme ve üretim kısıtlamarına sebep olsa da kömür üstü sentez gazının yakıt olarak kullanılmasına olanak sağlar. Metan gazının dahili iyileştirilmesi KOYH sisteminin anot kompartmanında yüksek çalışma sıcaklıkları sayesinde gerçekleşir. Bu çalışmada, farklı yakıt derişimlerinin KOYH performansına olan etkilerini araştırmak amacı ile sentez gazı ile çalışan KOYH ve kömür gazlaştırma entegre sistemi dizayn ve kurulumu gerçekleştirilmiştir. KOYH test sistemi ve absorpsiyon spektroskopisi uygulayabilen yakıt ölçüm sistemi farklı konsantrasyonlarda H2 ve CH4 ile beslenmiştir. Elektrokimyasal performans ve simultane KOYH egzoz analizleri, üstün açık devre gerilimi ve güç değerleri ile H2'nin CH4'e göre daha iyi bir yakıt olduğunu göstermektedir. Ayrıca, CH4 yakıtının dönüşüm değerleri KOYH sistemlerinin kömür gazlaştırma sistemleri ile entegre edilmesi açısından umut vericidir. 500 mV anodik potansiyel ile çalıştırılan ve 50 sccm CH4 ile beslenen KOYH sisteminin yakıt dönüşüm verimliliği \% 18,57'dir.