प्रत्यक्ष कार्बन ईंधन सेल

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प्रत्यक्ष कार्बन ईंधन सेल (DCFC) एक ईंधन सेल है जो जैव ईंधन [1].या कोयले जैसे कार्बन समृद्ध सामग्री का उपयोग ईंधन के रूप में करता है[2] कोशिका कार्बन और ऑक्सीजन के संयोजन से ऊर्जा उत्पन्न करती है, जो उप-उत्पाद के रूप में कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ती है।[3]इसे कोयला ईंधन सेल (CFS), कार्बन-वायु ईंधन सेल (CAFS), प्रत्यक्ष कार्बन/कोयला ईंधन सेल (DCFC) और DCSOFC भी कहा जाता है।

सेल की कुल अभिक्रिया C+O2 → CO2 है। अर्ध सेल संकेतन में प्रक्रिया:

  • एनोड:C + 2O2− → CO2 + 4e−
  • कैथोड: O2 + 4e− → 2O2−
  • कार्बन डाइऑक्साइड की इस रिहाई के बाद भी, प्रत्यक्ष कार्बन ईंधन सेल पारंपरिक कार्बन दहन की तकनीकों की तुलना में अधिक पर्यावरण के अनुकूल है। इसकी उच्च दक्षता के कारण, समान मात्रा में ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए इसे कम कार्बन की आवश्यकता होती है। इसके अतिरिक्त,शुद्ध कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जित होता है, कार्बन कैप्चर तकनीक पारंपरिक बिजली स्टेशनों की तुलना में बहुत सस्ती है।इसमें उपयोग किया गया कार्बन कोयला, कोक, चार या कार्बन के गैर-जीवाश्म स्रोत के रूप में हो सकता है।[4][5][6]DCFC कम से कम चार प्रकार के रूपों में हो सकता है

ठोस ऑक्साइड ईंधन सेल आधारित डिज़ाइन

प्रत्यक्ष विद्युत रासायनिक ऑक्सीकरण पथ:

C+ 2O2− → CO2+ 4e−

C+ O2− → CO+ 2e−

अप्रत्यक्ष विद्युत रासायनिक ऑक्सीकरण पथ: CO + O2− → CO2 + 2e−

बौडौर्ड अभिक्रिया (अप्रत्यक्ष रासायनिक अभिक्रिया पथ): C + CO2 → 2CO[7][8]

पिघला हुआ हाइड्रॉक्साइड ईंधन सेल

विलियम डब्ल्यू. जैक्स ने 1896 में इस प्रकार के ईंधन सेल में US पेटेंट 555,511 प्राप्त किया। प्रोटोटाइप का प्रदर्शन अनुसंधान समूह, SARA, Inc. द्वारा किया गया है।[9]

पिघला हुआ कार्बोनेट ईंधन सेल

विलियम डब्ल्यू जैक्स ने 1897 में पिघले हुए कार्बोनेट ईंधन सेल के लिए एक कनाडाई पेटेंट प्राप्त किया था।[10]इसे लॉरेंस लिवरमोर प्रयोगशाला में आगे विकसित किया गया है।[11]

पिघला हुआ टिन एनोड

यह आकृति एनोड में घुलने वाले कार्बन के ऑक्सीकरण और ठोस ऑक्साइड कैथोड पर ऑक्सीजन की कमी के बीच एक अंतर चरण अभिक्रिया के रूप में पिघले हुए टिन और टिन ऑक्साइड का उपयोग करता है।[12][13]

यह भी देखें

बाहरी संबंध


संदर्भ

  1. ↑ Munnings, C.; Kulkarni, A.; Giddey, S.; Badwal, S.P.S. (August 2014). "प्रत्यक्ष कार्बन ईंधन सेल में बायोमास को बिजली में परिवर्तित करना". International Journal of Hydrogen Energy. 39 (23): 12377–12385. doi:10.1016/j.ijhydene.2014.03.255.
  2. ↑ Rady, Adam C.; Giddey, Sarbjit; Kulkarni, Aniruddha; Badwal, Sukhvinder P.S.; Bhattacharya, Sankar (October 2014). "डिमिनरलाइज्ड ब्राउन कोयले से संचालित प्रत्यक्ष कार्बन ईंधन सेल में क्षरण तंत्र". Electrochimica Acta. 143: 278–290. doi:10.1016/j.electacta.2014.07.088.
  3. ↑ Giddey, S; Badwal SPS; Kulkarni A; Munnings C (2012). "प्रत्यक्ष कार्बन ईंधन सेल प्रौद्योगिकी की व्यापक समीक्षा". Progress in Energy and Combustion Science. 38 (3): 360–399. doi:10.1016/j.pecs.2012.01.003.
  4. ↑ Rady, Adam C.; Giddey, Sarbjit; Kulkarni, Aniruddha; Badwal, Sukhvinder P.S.; Bhattacharya, Sankar (October 2014). "डिमिनरलाइज्ड ब्राउन कोयले से संचालित प्रत्यक्ष कार्बन ईंधन सेल में क्षरण तंत्र". Electrochimica Acta. 143: 278–290. doi:10.1016/j.electacta.2014.07.088.
  5. ↑ Munnings, C.; Kulkarni, A.; Giddey, S.; Badwal, S.P.S. (August 2014). "प्रत्यक्ष कार्बन ईंधन सेल में बायोमास को बिजली में परिवर्तित करना". International Journal of Hydrogen Energy. 39 (23): 12377–12385. doi:10.1016/j.ijhydene.2014.03.255.
  6. ↑ HyungKuk Ju, Jiyoung Eom, Jae Kwang Lee, Hokyung Choi, Tak-Hyoung Lim, Rak-Hyun Song, and Jaeyoung Lee, Durable power performance of a direct ash-free coal fuel cell, Electrochimica Acta 115 (2014) 511. doi:10.1016/j.electacta.2013.10.124
  7. ↑ A Kulkarni; FT Ciacchi; S Giddey; C Munnings; SPS Badwal; JA Kimpton; D Fini (2012). "प्रत्यक्ष कार्बन ईंधन कोशिकाओं के लिए मिश्रित आयनिक इलेक्ट्रॉनिक संवाहक पेरोव्स्काइट एनोड". International Journal of Hydrogen Energy. 37 (24): 19092–19102. doi:10.1016/j.ijhydene.2012.09.141.
  8. ↑ Tubular Solid Oxide Fuel Cell Technology, US Dept of Energy, retrieved 2012-01-01
  9. ↑ Abundant Pollution-free Electricity Generation, archived from the original on 2012-04-26, retrieved 2012-01-01
  10. ↑ "CIPO - Patent - 55129". Archived from the original on 2008-10-29. Retrieved 2008-09-13.
  11. ↑ Turning carbon directly into electricity, 2001, archived from the original on 2012-02-18, retrieved 2012-01-01
  12. ↑ https://web.archive.org/web/20090302040721/http://celltechpower.com/technology.htm. Archived from the original on March 2, 2009. Retrieved February 18, 2009. {{cite web}}: Missing or empty |title= (help)
  13. ↑ HyungKuk Ju, Sunghyun Uhm, Jin Won Kim, Rak-Hyun Song, Hokyung Choi, Si-Hyun Lee, Jaeyoung Lee, Enhanced anode interface for electrochemical oxidation of solid fuel in direct carbon fuel cells: The role of liquid Sn in mixed state, Journal of Power Sources 198 (2012) 36. doi:10.1016/j.jpowsour.2011.09.082
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