RU2012135394A - Способ и система очистки газовых потоков, направляемых в твердооксидные элементы - Google Patents

Способ и система очистки газовых потоков, направляемых в твердооксидные элементы Download PDF

Info

Publication number
RU2012135394A
RU2012135394A RU2012135394/07A RU2012135394A RU2012135394A RU 2012135394 A RU2012135394 A RU 2012135394A RU 2012135394/07 A RU2012135394/07 A RU 2012135394/07A RU 2012135394 A RU2012135394 A RU 2012135394A RU 2012135394 A RU2012135394 A RU 2012135394A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrode
scrubber
gas stream
gas
inlet side
Prior art date
Application number
RU2012135394/07A
Other languages
English (en)
Inventor
Суне Д. ЭББЕСЕН
Могенс Бьерг МОГЕНСЕН
Original Assignee
Текникал Юниверсити Оф Денмарк
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Текникал Юниверсити Оф Денмарк filed Critical Текникал Юниверсити Оф Денмарк
Publication of RU2012135394A publication Critical patent/RU2012135394A/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
    • H01M8/0687—Reactant purification by the use of membranes or filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/04—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium
    • B01J20/041—Oxides or hydroxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/112—Metals or metal compounds not provided for in B01D2253/104 or B01D2253/106
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M2008/1293—Fuel cells with solid oxide electrolytes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

1. Способ очистки газовых потоков в твердооксидном элементе, включающем по меньшей мере первый электрод, электролит и второй электрод, включающий стадии:обеспечение по меньшей мере одного газоочистителя в газовом потоке с входной стороны первого электрода твердооксидного элемента; и/или обеспечение по меньшей мере одного газоочистителя в газовом потоке с входной стороны второго электрода твердооксидного элемента; иочистку газовых потоков, подаваемых на первый и второй электрод; при этом по меньшей мере один газоочиститель, расположенный в газовом потоке с входной стороны первого электрода, и/или по меньшей мере один газоочиститель, расположенный в газовом потоке с входной стороны второго электрода, содержит материал, подходящий для применения в качестве электролитного материала, и материал, подходящий для применения в качестве электродного материала, при этом материал, подходящий для применения в качестве электролитного материала, и материал, подходящий для применения в качестве электродного материала, образуют трехфазные границы, похожие или идентичные трехфазным границам электрода, для подачи в который указанный газовый поток очищают с применением по меньшей мере одного газоочистителя.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что газоочиститель, расположенный в газовом потоке с входной стороны первого электрода, содержит тот же материал, который используют в качестве электролитного материала и электродного материала в первом электроде.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что газоочиститель, расположенный в газовом потоке с входной стороны второго электрода, содержит тот же материал, который используют в к

Claims (15)

1. Способ очистки газовых потоков в твердооксидном элементе, включающем по меньшей мере первый электрод, электролит и второй электрод, включающий стадии:
обеспечение по меньшей мере одного газоочистителя в газовом потоке с входной стороны первого электрода твердооксидного элемента; и/или обеспечение по меньшей мере одного газоочистителя в газовом потоке с входной стороны второго электрода твердооксидного элемента; и
очистку газовых потоков, подаваемых на первый и второй электрод; при этом по меньшей мере один газоочиститель, расположенный в газовом потоке с входной стороны первого электрода, и/или по меньшей мере один газоочиститель, расположенный в газовом потоке с входной стороны второго электрода, содержит материал, подходящий для применения в качестве электролитного материала, и материал, подходящий для применения в качестве электродного материала, при этом материал, подходящий для применения в качестве электролитного материала, и материал, подходящий для применения в качестве электродного материала, образуют трехфазные границы, похожие или идентичные трехфазным границам электрода, для подачи в который указанный газовый поток очищают с применением по меньшей мере одного газоочистителя.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что газоочиститель, расположенный в газовом потоке с входной стороны первого электрода, содержит тот же материал, который используют в качестве электролитного материала и электродного материала в первом электроде.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что газоочиститель, расположенный в газовом потоке с входной стороны второго электрода, содержит тот же материал, который используют в качестве электролитного материала и электродного материала во втором электроде.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что материал, подходящий в качестве электродного материала для по меньшей мере одного газоочистителя, расположенного в газовом потоке с входной стороны первого электрода, и/или по меньшей мере одного газоочистителя, расположенного в газовом потоке с входной стороны второго электрода, выбран из группы, состоящей из Al, Ba, Bi, Ca, Ce, Co, Cr, Cu, Fe, Ga, Gd, La, Mn, Mo, Na, Nb, Nd, Ni, Sb, Sc, Si, Sm, Sr, St, Ti, Y, Zn, Zr, LSM, LSC, LSF, LSCF, LNF, LaMnO, LaCoO, SmCoO, LaFeO, LBSM, GDC, STN, NdNiO, LaSrSiO, BSC, SmSr(Co,Fe,Ni)0, YBaCoO, SrCoSbO, SrTiFeO, SrScCoO, LaSrCo-NiO и их смесей.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что электролитный материал, подходящий для по меньшей мере одного газоочистителя, расположенного в газовом потоке с входной стороны первого электрода, и/или по меньшей мере одного газоочистителя, расположенного в газовом потоке с входной стороны второго электрода, активный материал в газоочистителе, выбран из группы, состоящей из YSZ, ScYSZ, диоксида церия, легированного гадолинием, самарием, лантаном, иттрием, иттербием и/или неодимом; LSGM.LBGM, LSGM-Co, LSGM-Fe; BaCeO3, легированного самарием, неодимом и/или иттербием.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что газоочиститель, расположенный в газовом потоке с входной стороны первого электрода, и/или газоочиститель, расположенный в газовом потоке с входной стороны второго электрода твердооксидного элемента, функционирует при той же температуре, что и рабочая температура первого и/или второго электрода.
7. Система для очистки газовых потоков в твердооксидных элементах, включающая
твердооксидный элемент, включающий
первый электрод; электролит; и
второй электрод;
впускное отверстие для подачи газа к первому электроду;
впускное отверстие для подачи газа ко второму электроду;
средства очистки, включающие по меньшей мере один газоочиститель, расположенный во впускном отверстии для подачи газа первого электрода; и/или средства очистки, включающие по меньшей мере один газоочиститель, расположенный во впускном отверстии для подачи газа второго электрода;
при этом по меньшей мере один газоочиститель, расположенный в газовом потоке с входной стороны первого электрода, и/или по меньшей мере один газоочиститель, расположенный в газовом потоке с входной стороны второго электрода, содержит материал, подходящий для применения в качестве электролитного материала, и материал, подходящий для применения в качестве электродного материала, при этом материал, подходящий для применения в качестве электролитного материала, и материал, подходящий для применения в качестве электродного материала, образуют трехфазные границы, похожие или идентичные трехфазным границам электрода, для подачи в который указанный газовый поток очищают с применением по меньшей мере одного газоочистителя.
8. Система по п.7, отличающаяся тем, что газоочиститель, расположенный в газовом потоке с входной стороны первого электрода, содержит тот же материал, который используют в качестве электролитного материала и электродного материала в первом электроде.
9. Система по п.7, отличающаяся тем, что газоочиститель, расположеннный в газовом потоке с входной стороны второго электрода, содержит тот же материал, который используют в качестве электролитного материала и электродного материала во втором электроде.
10. Система по п.7, отличающаяся тем, что материал, подходящий в качестве электродного материала для по меньшей мере одного газоочистителя, расположеннного в газовом потоке с входной стороны первого электрода, и/или по меньшей мере одного газоочистителя, расположенного в газовом потоке с входной стороны второго электрода, выбран из группы, состоящей из Al, Ba, Bi, Ca, Ce, Co, Cr, Cu, Fe, Ga, Gd, La, Mn, Mo, Na, Nb, Nd, Ni, Sb, Sc, Si, Sm, Sr, St, Ti, Y, Zn, Zr, LSM, LSC, LSF, LSCF, LNF, LaMnO, LaCoO, SmCoO, LaFeO, LBSM, GDC, STN, NdNiO, LaSrSiO, BSC, SmSr(Co,Fe,Ni)0, YBaCoO, SrCoSbO, SrTiFeO, SrScCoO, LaSrCo-NiO и их смесей.
11. Система по п.7, отличающаяся тем, что электролитный материал, подходящий для изготовления по меньшей мере одного газоочистителя, расположенного в газовом потоке с входной стороны первого электрода, и/или по меньшей мере одного газоочистителя, расположенного в газовом потоке с входной стороны второго электрода, активный материал в газоочистителе, выбран из группы, состоящей из YSZ, ScYSZ, диоксида церия, легированного гадолинием, самарием, лантаном, иттрием, иттербием и/или неодимом; LSGM.LBGM, LSGM-Co, LSGM-Fe; ВаСеО3, легированном самарием, неодимом и/или иттербием.
12. Газоочиститель для применения в газовом потоке с входной стороны первого и/или второго электрода твердооксидного элемента для очистки газовых потоков, направляемых к первому и/или второму электроду;
при этом газоочиститель, расположенный в газовом потоке с входной стороны первого электрода, и/или газоочиститель, расположенный в газовом потоке с входной стороны второго электрода, включает материал, подходящий для применения в качестве электролитного материала, и материал, подходящий для применения в качестве электродного материала, при этом материал, подходящий для применения в качестве электролитного материала, и материал, подходящий для применения в качестве электродного материала, образуют трехфазные границы, похожие или идентичные трехфазным границам электрода, для подачи в который указанный газовый поток очищают с применением по меньшей мере одного газоочистителя.
13. Газоочиститель по п.12, отличающийся тем, что по меньшей мере один газоочиститель, расположенный в газовом потоке с входной стороны первого электрода, включает тот же материал, который используют в качестве электролитного материала и электродного материала в первом электроде.
14. Газоочиститель по п.12, отличающийся тем, что газоочиститель, расположенный в газовом потоке с входной стороны второго включает тот же материал, который используют в качестве электролитного материала и электродного материала во втором электроде.
15. Применение композиции, содержащей материал, подходящий для применения в качестве электролитного материала, и материал, подходящий для применения в качестве электродного материала, в качестве газоочистителя, подходящего для очистки газовых потоков, подаваемых в твердооксидные элементы.
RU2012135394/07A 2010-02-19 2011-02-18 Способ и система очистки газовых потоков, направляемых в твердооксидные элементы RU2012135394A (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10001715A EP2362475A1 (en) 2010-02-19 2010-02-19 Method and system for purification of gas streams for solid oxide cells
EP10001715.1 2010-02-19
PCT/EP2011/000793 WO2011101162A1 (en) 2010-02-19 2011-02-18 Method and system for purification of gas streams for solid oxide cells

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2012135394A true RU2012135394A (ru) 2014-03-27

Family

ID=42201429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012135394/07A RU2012135394A (ru) 2010-02-19 2011-02-18 Способ и система очистки газовых потоков, направляемых в твердооксидные элементы

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20130040212A1 (ru)
EP (2) EP2362475A1 (ru)
JP (1) JP2013519984A (ru)
KR (1) KR20120132507A (ru)
CN (1) CN102770998A (ru)
AU (1) AU2011217490B2 (ru)
CA (1) CA2790099A1 (ru)
RU (1) RU2012135394A (ru)
WO (1) WO2011101162A1 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2560226A1 (en) * 2011-08-19 2013-02-20 Technical University of Denmark Method and system for purification of gas/liquid streams for fuel cells or electrolysis cells
US10008731B2 (en) * 2015-08-27 2018-06-26 Kceracell Co., Ltd. Ceria electrolyte for low-temperature sintering and solid oxide fuel cell using the same
GB201515984D0 (en) 2015-09-09 2015-10-21 Lg Fuel Cell Systems Inc A fuel cell system and method
CN109490386B (zh) * 2019-01-10 2020-09-01 福州大学 一种以钙铁石结构氧化物为敏感电极材料的电流型nh3传感器

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7037615B2 (en) * 2001-02-12 2006-05-02 Delphi Technologies, Inc. Trapping method and system for energy conversion devices
JP2003243000A (ja) * 2002-02-19 2003-08-29 Aisin Seiki Co Ltd 固体酸化物形燃料電池システムおよびその制御方法
JP2006260828A (ja) * 2005-03-15 2006-09-28 Toyota Motor Corp 燃料電池の洗浄方法
JP5157264B2 (ja) * 2007-06-06 2013-03-06 日産自動車株式会社 燃料電池発電システム
JP2009140658A (ja) * 2007-12-04 2009-06-25 Toyota Motor Corp 燃料電池システム

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120132507A (ko) 2012-12-05
WO2011101162A1 (en) 2011-08-25
JP2013519984A (ja) 2013-05-30
CA2790099A1 (en) 2011-08-25
AU2011217490A1 (en) 2012-09-06
US20130040212A1 (en) 2013-02-14
AU2011217490B2 (en) 2013-05-23
CN102770998A (zh) 2012-11-07
EP2537203A1 (en) 2012-12-26
EP2362475A1 (en) 2011-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Xue et al. A CO2-tolerance oxygen permeable 60Ce0. 9Gd0. 1O2− δ–40Ba0. 5Sr0. 5Co0. 8Fe0. 2O3− δ dual phase membrane
Luo et al. CO2-tolerant oxygen-permeable Fe2O3-Ce0. 9Gd0. 1O2-δ dual phase membranes
Zhang et al. Understanding the doping effect toward the design of CO2-tolerant perovskite membranes with enhanced oxygen permeability
RU2012135394A (ru) Способ и система очистки газовых потоков, направляемых в твердооксидные элементы
Joo et al. Substantial oxygen flux in dual-phase membrane of ceria and pure electronic conductor by tailoring the surface
JP2010515225A5 (ru)
Partovi et al. Enhanced oxygen permeability of novel Cu-containing CO2-tolerant dual-phase membranes
Sarner et al. Recycling strategies for solid oxide cells
Zhu et al. A high stability Ni–La0. 5Ce0. 5O2− δ asymmetrical metal-ceramic membrane for hydrogen separation and generation
Zhang et al. Facile fabrication and improved carbon dioxide tolerance of a novel bilayer-structured ceramic oxygen permeating membrane
Pirou et al. Oxygen permeation flux through 10Sc1YSZ-MnCo2O4 asymmetric membranes prepared by two-step sintering
Meng et al. Robust CO2 and H2 resistant triple-layered (Ag-YSZ)/YSZ/(La0. 8Sr0. 2MnO3-δ-YSZ) hollow fiber membranes with short-circuit for oxygen permeation
EP2560226A1 (en) Method and system for purification of gas/liquid streams for fuel cells or electrolysis cells
US20210296677A1 (en) Electrochemical cell, electrochemical cell stack, and electrolyte for electrochemical cell
Liu et al. Ce0. 9Gd0. 1O2-δ-based multi-phase membranes with high CO2-tolerance
US20170005341A1 (en) High permeability oxygen separation membrane coated with electroactive layer on both sides and fabrication method thereof
US20190088970A1 (en) Solid oxide fuel cells with thickness graded electrolyte
JP2009129602A (ja) 固体酸化物形燃料電池
JP2020091949A (ja) 混合伝導体層を有する固体酸化物燃料電池
WO2014059992A1 (en) High performance ceria based oxygen membrane
EP4179585B1 (en) Method for operating an sofc for the combined production of electricity and nitric oxide
KR101778574B1 (ko) 전도성 활성층이 양면 코팅된 고투과성 복합체 산소 분리막 및 그 제조방법
JP6411590B1 (ja) 電気化学装置
Falkenstein-Smith et al. Exploring the performance of dual-phase oxygen transport membranes for carbon capture purposes
JP6856043B2 (ja) 燃料電池システム

Legal Events

Date Code Title Description
FA94 Acknowledgement of application withdrawn (non-payment of fees)

Effective date: 20151215