SOFC 尾氣催化燃燒特性

季明彬，李大鈞，龔思琦，姚彥伊，黃 峰，周衛華，李初福，楊衛娟

(1.國家能源集團寧夏電力有限公司，銀川 750004；2.國家能源集團新能源有限責任公司，北京 100007；3.北京低碳清潔能源研究院，北京 102209；4.浙江大學能源工程學院，杭州 310027)

固體氧化物燃料電池(solid oxide fuel cell，SOFC)是一種在高溫下(600～1 000 ℃)將燃料中的化學能直接轉化為電能的清潔高效發電裝置.由于其可以突破卡諾循環的限制，因而能實現較高的能量轉化效率[1-2].同時，SOFC 燃料適應性強，可以采用多種燃料，例如合成氣、甲烷、柴油等，實現更高的能量密度[3]，在固定式電站、分布式電站、熱電聯供系統等領域具有廣泛的應用前景[4-5].

在實際產業化應用的SOFC 發電系統中，陽極氣體經過電化學反應后，尾氣中除大量H2O 和CO2外，仍然存在少量未反應的可燃成分如H2和CO 以及少量N2和O2.這些殘余的可燃氣體不僅會降低系統效率，直接排放還會導致環境污染.為了將降低可燃成分濃度，使尾氣排放達到要求，陽極尾氣需要進一步處理.

由于SOFC 陽極尾氣中H2O 和CO2含量很高，而H2和CO 含量很低，因此直接燃燒存在一定困難.催化燃燒利用催化劑可實現更寬的可燃范圍和更低的反應溫度，在貧燃或富氧條件下均可進行氧化反應[6-7]，適用于SOFC 陽極尾氣處理.由于碳基燃料催化燃燒較為困難，催化劑容易燒結失活，相比Ni等過渡金屬催化劑，通常采用貴金屬催化劑[8-10].其中，Pd 基催化劑被認為是催化碳基燃料燃燒最有效的催化劑[11-12]，具有較高的反應活性和穩定性.但是其活性成分……