Влияние температуры на внутренний риформинг и прямое окисление метана в твердооксидных топливных элементах

Нанотехнологии в настоящее время – основной мегапроект в науке вообще и в энергетике в частности. По мнению экспертов современного научного мира, решить планетарные проблемы энергетики можно только с помощью комплекса конвергентных NBIC-технологий. Одним из направлений нанооптимизации процессов производства энергии является использование топливных элементов. Топливные элементы – источники электрической энергии, производящие минимальное количество парниковых газов за счет высокого КПД прямого преобразования химической энергии водорода, углеводородов и других типов топлива через электрохимическую реакцию окисления. Наиболее перспективными типами топливных элементов для целей энергетики являются твердооксидные топливные элементы (ТОТЭ), их особенностями являются высокая температура работы и универсальность в используемых видах топлива. Высокая температура функционирования ТОТЭ влечет за собой как положительные, так и отрицательные аспекты, однакооднозначно выделить сколько-нибудь определенный интервал оптимальных температур для конкретного топливного элемента без проведения экспериментов крайне непросто. Обычно теоретическое описание температурного влияния на топливные элементы представляет собой описание известных фактов относительно одной или нескольких определенных конфигураций электролито-электродных систем, при этом не всегда понятно, какие из описанных свойств возможно экстраполировать на другие типы ТОТЭ с иными материалами электролита и электродов. В данной статье рассмотрено влияние температурных факторов на работу ТОТЭ с различными видами внутреннего риформинга метана, при этом полученные закономерности справедливы для любых типов систем, так как в процесс исследования не были вовлечены свойства конкретных материалов.