2. การทดลอง
2.1 การเตรียมการของเซลล์เชื้อเพลิงชีวมวลของเสียกากกาแฟ (WCG, Tanay ฮิลส์คอฟฟี่บีนเนอรี่, เฮเซลนัทอาราบิก้า, ฟิลิปปินส์) ได้รับการอบแห้งที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลาสามวัน (<ความชื้นสัมพัทธ์ 50%) ผงคาร์บอนสีดำ (ENSACO 350G, Timcal) ถูกนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงในการอ้างอิงเนื่องจากความบริสุทธิ์ของคาร์บอนสูง เซลล์ปุ่มใช้ได้ในเชิงพาณิชย์ขั้วบวกสนับสนุนประเภทได้รับการแก้ไขไปยังจุด (99.9%, 52 ตาข่าย Alfa Aesar) สะสมปัจจุบันใช้วาง Ag (Fujikura Kasei) เซลล์ซึ่งประกอบด้วย Ni-YSZ เป็นขั้วบวก 8YSZ เป็นอิเล็กโทรไลและ LSM เป็นแคโทดเป็นเครื่องปิดผนึกที่ใช้เคลือบหลุมร่องฟัน (Thermiculite 866 ที่สหรัฐอเมริกา; Aremco ceramabond 668). เพื่อป้องกันไม่ให้การเผาไหม้ของเชื้อเพลิงในระหว่างการเกิดปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี2.2 . ลักษณะไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิงทดลองดำเนินการโดยใช้อุปกรณ์ที่ออกแบบมาอย่างดีที่สุดประกอบด้วยอลูมินาเซรามิกเครื่องปฏิกรณ์, เตาเผาและเวิร์คสเตชั่ไฟฟ้าเคมี (NARA เซลล์เทค) การทดสอบประสิทธิภาพการใช้พลังงานได้ดำเนินการในอุณหภูมิที่แตกต่างกัน: 750 ° C, 800 ° C, 850 ° C และ 900 ° C เครื่องปฏิกรณ์ถูกความร้อนขึ้นในอัตราที่กระโจน 5 ° C-1 นาทีถึงอุณหภูมิที่ต้องการ เมื่ออุณหภูมิถึงถึง 600 ° C จากอุณหภูมิห้องห้องขั้วบวกถูกกำจัดออกโดยการล้างก๊าซบริสุทธิ์เท่น (99.999%) ในอัตรา 30 มิลลิลิตร 1 นาทีเพื่อขจัด O2 ภายในซึ่งสามารถออกซิไดซ์น้ำมันเชื้อเพลิง ในขณะที่บริสุทธิ์ O2 (99.99%) ก๊าซเป็นอาหารอย่างต่อเนื่องในอัตรา 50 มลนาที 1 ถึงด้านแคโทดที่ ก๊าซเข้าเครื่องปฏิกรณ์ถูกอุ่นและเก็บไว้ที่อุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียสเพื่อป้องกันไม่ให้อุณหภูมิลดลงอย่างมากซึ่งอาจมีผลต่อความต้านทานเซลล์ [28] และ [29] ระหว่างการดำเนินการต่อต้านเซลล์ภายในวัดที่มีมิเตอร์ AC-ต้านทาน (3560 AC mΩ HiTester, Hioki) ณ วันที่ 1 kHz. 2.3 ลักษณะการวิเคราะห์ใกล้เคียง (ASTM D3172) ของ WCG แสดงให้เห็นว่าจำนวนเงินที่สูงของสารระเหยซึ่งอาจจะมีการระบายอากาศอย่างต่อเนื่องโดย Ar ก๊าซได้ถึง 600 ° C ในการทดลอง ดังนั้นถ่านเป็นที่ 950 ° C ภายใต้การปรากฏตัวของออกซิเจนในชั้นบรรยากาศได้โดยไม่ต้องไหลเข้าใด ๆ เพื่อที่จะส่งเสริมให้เกิดบรรยากาศที่คล้ายกับที่ในเครื่องปฏิกรณ์สำหรับพัฒนาการและความเข้าใจพฤติกรรมของเชื้อเพลิงที่ ลักษณะที่มี FE-SEM (S-4700 ฮิตาชิ) และ XRD (MiniFlex ครั้งที่สองของ Rigaku) แสดงว่ากระบวนการคาร์บอนซ้ายกระดูกสันหลังคาร์บอนหลังจากระเหยของ WCG. เพื่อทำความเข้าใจปฏิกิริยาก๊าซและออกซิเดชัน TGA ได้ดำเนินการในอุณหภูมิทดลอง ช่วงที่การตั้งค่าทางลาด 5 ° C-1 นาทีจากอุณหภูมิห้องถึง 900 ° C เพื่อให้สอดคล้องกับสภาพการทดลองจริง TGA ได้ทำในอากาศ (TGA-50H, Shimadzu) และก๊าซ N2 (SDT Q600, TA เครื่องมือ จำกัด ) ผลที่ได้จาก TGA ชี้ให้เห็นว่าการทดลอง WCG แสดงแนวโน้มที่ไม่ซ้ำกันซึ่งไม่พบในการทดสอบด้วยคาร์บอนบริสุทธิ์ ดังนั้นการวิเคราะห์ธาตุที่ถูกว่าจ้างสำหรับการประเมินองค์ประกอบสารอินทรีย์ (CHN-S: แฟลช 2000 เทอร์โมฟิชเชอร์; O: EA-1110, เทอร์โมเควส) ผลการศึกษาพบการปรากฏตัวของไฮโดรเจนและ heteroatoms แม้หลังจากถ่านซึ่งหมายถึงปฏิกิริยาที่ต่าง ๆ รวมทั้งก๊าซที่มีอยู่จะเกิดขึ้นในช่วงของการทดลองที่อุณหภูมิตั้งแต่คาร์บอนได้รับการดำเนินการที่ 950 องศาเซลเซียส ปฏิกิริยาต่างๆเหล่านี้อาจเกิดขึ้นอันเนื่องมาจากก๊าซ; ดังนั้นการวิเคราะห์ก๊าซที่ได้ดำเนินการที่จะคิดออกองค์ประกอบก๊าซของห้องขั้วบวกที่สภาพการทดลองและระบุปฏิกิริยาก๊าซ WCG ถูกวางไว้ในเตาในแนวนอนและความร้อนแล้วที่การตั้งค่าอุณหภูมิเดียวกันกับที่ในการทดสอบไฟฟ้าเคมี เตาถูกขังอยู่ในสภาพสูญญากาศและจากนั้นได้รับการเลี้ยงด้วยก๊าซเท่นในอัตรา 50 มล 1 นาทีจนการสุ่มตัวอย่างเสร็จ ในแต่ละหยุด, ผลิตภัณฑ์ก๊าซเป็นตัวอย่างและวิเคราะห์แล้วด้วย GC (7590A, Agilent Technologies) / MS (5975C, Agilent Technologies) นอกจากนี้การวิเคราะห์พื้นที่ผิว (Belsorp max, BEL ญี่ปุ่น. INC.) นอกจากนี้ยังได้ดำเนินการ. 3 ผลการทดลองและการอภิปรายเพื่อแสดงถึงความเป็นไปได้ของการใช้ WCG เป็นเชื้อเพลิงในอุณหภูมิสูงเซลล์เชื้อเพลิงคาร์บอนที่เราประกอบเซลล์ประกอบด้วย CB และ WCG คาดว่าผลการดำเนินงานโดยรวมของเซลล์เซลล์เชื้อเพลิงคาร์บอนดีขึ้นด้วยการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิปฏิบัติการ WCG โดยทั่วไปมีแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นกับการดำเนินงานที่เพิ่มขึ้นกว่าความหนาแน่นกระแส CB เท่าที่เห็นในรูป 1. ยกตัวอย่างเช่น WCG ขับเคลื่อนเซลล์เชื้อเพลิงแสดงความหนาแน่นของพลังงาน 87.2 mW ซม-2 ที่ 900 องศาเซลเซียสซึ่งเป็นเกือบสองเท่าสูงกว่า anodes CB-ขับเคลื่อน (46.3 ซม mW-2) นอกจากนี้การที่มีศักยภาพวงจรเปิด (OCP) ของ WCG จะเห็นได้ชัดสูงกว่า CB ซึ่งจะแสดงให้เห็นว่าไม่เพียง แต่การเกิดออกซิเดชันคาร์บอนไฟฟ้าเกิดขึ้นในเซลล์ WCG ขับเคลื่อนปฏิกิริยาออกซิเดชั่ แต่อื่น ๆ เช่นกัน
การแปล กรุณารอสักครู่..
