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Engineering

दहन विशेषता और मॉडल ईंधन के विकास के लिए माइक्रो-ट्यूबलर लौ की मदद से ईंधन कोशिकाओं

Published: October 2, 2016 doi: 10.3791/54638
Automatic Translation
1, 1, 1, 1
1Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Syracuse University

Introduction

ठोस ऑक्साइड ईंधन सेल (SOFC) नवाचारों हाल के वर्षों में सूचित किया गया के रूप में प्रौद्योगिकी को विकसित करने के लिए जारी कर दिया है। कई फायदे के अलावा, SOFCs अन्य दहन आधारित विद्युत उत्पादन तकनीक 1 की तुलना में उच्च ईंधन दक्षता, कम उत्सर्जन और मध्यम ईंधन लचीलेपन के लिए जाना जाता हो गए। इसके अलावा, SOFCs भी छोटे पैमाने पर स्केलेबल उच्च ईंधन दक्षता के लिए अनुमति दे रहे हैं। दुर्भाग्य से, वर्तमान हाइड्रोजन के बुनियादी ढांचे में सुधार सीमाओं ईंधन प्रणाली है कि अक्सर अक्षम हैं के लिए एक जरूरत बन गया है। हाल ही में एक विकास सूक्ष्म ट्यूबलर लौ की मदद से ईंधन सेल (एमटी FFC) लेखक के पिछले काम 2 में सूचना दी है। एमटी FFC एक लौ की मदद से ईंधन सेल (FFC) मूल प्रत्यक्ष लौ ईंधन सेल (DFFC) है, जो गर्मी पीढ़ी और ईंधन के दहन 3 के माध्यम से सुधार प्रदान करता है के लाभों पर बनाता है कि का पहला उदाहरण है। DFFC सेटअप एक लौ के साथ सीधे संपर्क में एक SOFC परिवेश के वातावरण के लिए खुले स्थानोंonment। लौ आंशिक रूप से एच 2 और सीओ, जो सीधे शुद्ध मीथेन या अन्य भारी हाइड्रोकार्बन की तुलना में कार्बन कोकिंग के लिए कम क्षमता के साथ SOFC में इस्तेमाल किया जा सकता बनाने के लिए भारी हाइड्रोकार्बन ईंधन ऑक्सीकरण होता। इसके अलावा, लौ तापीय ऊर्जा अपने ऑपरेटिंग तापमान को SOFC लाने की जरूरत है। मूल DFFC करने के लिए हाल ही में एक परिवर्तन लौ क्षेत्र से बाहर SOFC चलती है और SOFC दहन निकास channeling FFC 2 बनाने के द्वारा हुई। DFFC के विपरीत, दहन एक आंशिक रूप से संलग्न चैम्बर (परिवेश के बजाय) में इतना है कि हवा के अनुपात में ईंधन से नियंत्रित किया जा सकता है और निकास सीधे पूरा दहन होने वाली बिना ईंधन सेल को खिलाया जा सकता होती है। FFCs उच्च ईंधन के उपयोग और उच्च विद्युत क्षमता DFFCs 2 की तुलना सहित अतिरिक्त लाभ है।

अनुसंधान के एक उभरते क्षेत्र के रूप में, प्रयोगात्मक तकनीक की जरूरत है एमटी एफएफ की क्षमता का आकलन कर सकते हैं किभविष्य विद्युत उत्पादन अनुप्रयोगों के लिए CS। इन तकनीकों में आंशिक ऑक्सीकरण, या ईंधन युक्त दहन, और निकास जो एच 2 और सीओ भी सिनगैस के रूप में जाना पैदा करने का एक तरीका के रूप में पहचान की गई है के विश्लेषण की आवश्यकता होती है, सीओ 2 और एच 2 ओ के साथ सिनगैस सीधे बिजली उत्पादन के लिए ईंधन की कोशिकाओं में इस्तेमाल किया जा सकता है। ईंधन युक्त दहन निकास के विश्लेषण अच्छी तरह से हाल के वर्षों में स्थापित किया गया है और कई अलग अलग उद्देश्यों के लिए सैद्धांतिक रूप से 4, 5,6 computationally और प्रयोगात्मक 7 बाहर किया गया है। सैद्धांतिक और कम्प्यूटेशनल अध्ययनों से कई प्रतिक्रिया तंत्र के लिए दहन उत्पाद प्रजाति है कि उर्जा अनुकूल हैं, और रासायनिक गतिज मॉडल का आकलन करने के लिए रासायनिक संतुलन विश्लेषण (सीईए) पर भरोसा किया है। इन तरीकों में बहुत उपयोगी हो गया है, वहीं कई उभरती प्रौद्योगिकियों के अनुसंधान और विकास के दौरान प्रयोगात्मक तकनीक पर भरोसा किया है। प्रायोगिक तकनीक को आम तौर पर एना पर भरोसाका उपयोग कर दहन निकास की सेल या तो एक गैस chromatograph (जीसी) 7 या एक मास स्पेक्ट्रोमीटर (एमएस) 8। या तो जीसी लाइन / सिरिंज या एमएस जांच दहन निकास में डाला जाता है और माप प्रजातियों एकाग्रता का आकलन करने के लिए लिया जाता है। प्रयोगात्मक तकनीक के इस्तेमाल से छोटे पैमाने पर बिजली उत्पादन के क्षेत्र में आम हो गया है। कुछ उदाहरण सूक्ष्म combustors कि एकल कक्ष SOFCs 7.9 और DFFCs 10-15 के साथ संचालित करने के लिए विकसित किया गया है शामिल हैं। दहन निकास के विश्लेषण अलग तापमान, प्रवाह दरों और अनुपातों तुल्यता सहित परिचालन की स्थिति की एक विस्तृत श्रृंखला के तहत होता है।

DFFC अनुसंधान, ईंधन और ऑक्सीडेंट के क्षेत्र में, आंशिक रूप से premixed या गैर premixed हो सकता है बर्नर परिवेश जो पूरा दहन सुनिश्चित करने के लिए खोलने के साथ। लौ संरचना का विश्लेषण करने के लिए एक आवश्यकता के साथ, एक एमएस DFFC अनुसंधान और विश्लेषण दहन 16 के लिए कई मामलों में इस्तेमाल किया गया है। निगम के अधिक हाल ही में विकास ईंधन की पूरी ऑक्सीकरण रोकने के लिए एक आंशिक रूप से संलग्न वातावरण में बर्नर के साथ premixed दहन पर भरोसा करके अलग है। नतीजतन, हवा रिसाव से मुक्त एक नियंत्रित वातावरण में दहन निकास के विश्लेषण की जरूरत है। इस उद्देश्य के लिए विकसित की प्रयोगात्मक तकनीक पहले अलग-अलग अनुपात में तुल्यता दहन निकास की जीसी विश्लेषण के साथ सूक्ष्म combustor अनुसंधान के लिए इस्तेमाल की तकनीक पर भरोसा करते हैं। जीसी विश्लेषण दहन निकास रचना के लक्षण वर्णन की ओर जाता है (यानी, सीओ 2 सहित प्रत्येक निकास घटक की मात्रा प्रतिशत, एच 2 ओ, एन 2, आदि) के इस विश्लेषण के अनुपात के द्वारा मापा के अनुसार अलग गैसों के मिश्रण के लिए अनुमति देता है जीसी भविष्य FFC के अनुसंधान के लिए एक मॉडल ईंधन युक्त दहन निकास बनाने के लिए।

ईंधन युक्त दहन निकास का विश्लेषण, एक मॉडल ईंधन युक्त दहन निकास को विकसित करने और लागू करने के लिए प्रोटोकॉलSOFC परीक्षण के लिए निकास आईएनजी इस पत्र में स्थापित कर रहे हैं। आम चुनौतियों और सीमाओं इन तकनीकों के लिए चर्चा कर रहे हैं।

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Protocol

1. दहन गणना

  1. विश्लेषण के लिए ईंधन का चयन करें। इधर, संदर्भ ईंधन के रूप में मीथेन चुनते हैं, लेकिन सिद्धांतों अन्य हाइड्रोकार्बन ईंधन के लिए हस्तांतरणीय हैं।
  2. stoichiometric दहन के लिए ईंधन के रूप में मीथेन का 1 तिल, संतुलन समीकरण (1) के साथ समीकरण पाने के लिए (2)।
    1 समीकरण
    2 समीकरण
  3. हवा के द्रव्यमान से मीथेन की बड़े पैमाने पर विभाजित करके मीथेन दहन के लिए 3 समीकरण के रूप में stoichiometric के लिए ईंधन हवा अनुपात (एफ / ए stoich।) की गणना। गणना करने के लिए, अंश मीथेन बार के moles की संख्या मीथेन की दाढ़ जन है (16 छ · मोल -1) और हर बार ऑक्सीजन के moles की संख्या ऑक्सीजन की दाढ़ जन है (32 ग्राम · मोल -1) प्लस नाइट्रोजन बार के moles की संख्या नाइट्रोजन की दाढ़ जन (28 छ · मोल -1)।
    3 समीकरण
  4. आदेश तुल्यता अनुपात (समीकरण 4) भिन्न करने में, या तो हवा का प्रवाह दर, ईंधन प्रवाह की दर या दोनों एक साथ बदलती हैं। आमतौर पर, मात्रा में से एक को ठीक करने और अन्य बदलती हैं। बर्नर के लिए ईंधन या हवा के प्रवाह की दर या तो ठीक करने के लिए है कि क्या निर्धारित करते हैं। इस प्रयोग के लिए, 10 एल / मिनट पर ईंधन प्रवाह की दर तय करने और हवा का प्रवाह दर इस सेटअप में भिन्न करने की अनुमति देते हैं।
    4 समीकरण
  5. ईंधन प्रवाह की दर, एफ, निश्चित (10 एल / मिनट), एफ / ए उदासीन हैं। गणना (0.0583), और तुल्यता अनुपात की परिभाषा दी, वायु प्रवाह की दर की गणना एक, के लिए प्रत्येक तुल्यता अनुपात परीक्षण किया जाना है। समीकरण (5) प्रत्येक तुल्यता अनुपात के लिए एल / मिनट में हवा का प्रवाह दर की गणना का एक सीधा तरीका प्रदान करता है और परिणाम stoichiometry के लिए 1 के एक तुल्यता अनुपात के लिए दिखाए जाते हैं।
    5 समीकरण
    नोट: ऊपरी FLAMMक्षमता सीमा (या ऊपरी विस्फोट सीमा) सबसे अमीर तुल्यता अनुपात है कि एक उत्प्रेरक के अभाव में लौ शमन के बिना जला दिया जा सकता है। उच्चतर तुल्यता अनुपात एक उत्प्रेरक के उपयोग के साथ प्राप्त किया जा सकता है, लेकिन केवल गैर उत्प्रेरक दहन इस पत्र में वर्णित है। ईंधन चुना के लिए ऊपरी सीमा का आकलन करने के लिए ज्वलनशीलता साहित्य से परामर्श करें।

2. दहन विशेषता प्रायोगिक सेटअप

  1. जन प्रवाह नियंत्रकों (एमएफसी) मीथेन और हवा के लिए 1.5 चरण में प्राप्त प्रवाह की दर के आधार पर चयन करें। जब एक एम एफ सी आकार का चयन सुनिश्चित करने के लिए कि एम एफ सी (<पूर्ण पैमाने पर मूल्य का 10%) परीक्षण के दौरान अपनी सीमा के अंत में कम से संचालित नहीं की जाएगी सावधानी बरतें। इस विशेष मामले के लिए, मीथेन और हवा के लिए क्रमश: 40 एल / मिनट और 200 एल / मिनट एमएफसी का उपयोग करें।
  2. तांबे टयूबिंग के माध्यम से मीथेन और हवा टैंक को एमएफसी कनेक्ट करें।
  3. निर्दिष्ट के रूप में एम एफ सी के लिए उचित दबाव को मीथेन और हवा की टंकी पर नियामकों सेटनिर्माता द्वारा। इस मामले में, 138 किलो पास्कल (20 साई) के लिए दबाव निर्धारित किया है।
  4. एमएफसी जांचना सटीक प्रवाह की दर सुनिश्चित करने के लिए।
  5. दहन कक्ष का निर्माण। इस प्रयोग के लिए, एक दहन कक्ष 914 मिमी 168 मिमी व्यास बाहर निकलने के साथ लंबे समय से विकसित करना।
    1. दहन निकास के विश्लेषण के लिए और दहन कक्ष की लंबाई के साथ thermocouple प्लेसमेंट के लिए ड्रिल बंदरगाहों। सही संख्या और रिक्ति की जरूरत लौ के आकार और प्रयोग के उद्देश्यों पर निर्भर करता है। इस स्थापना के लिए, अंतरिक्ष पहले 5 thermocouples 7 मिमी के अलावा दहन क्षेत्र के सबसे करीब रखा। अंतरिक्ष अंतिम 6 thermocouples 14 मिमी के अलावा। निकास के बंदरगाहों के लिए एक ही अंतर का प्रयोग करें।
    2. पोर्ट छेद के माध्यम से दहन कक्ष में कश्मीर प्रकार thermocouples डालें। दहन कक्ष के केंद्र में thermocouple टिप संरेखित करें। आकार बंदरगाह छेद thermocouple फिट और उच्च तापमान धातु ferrules और रिसाव को रोकने के लिए पागल के साथ सील करने के लिए।
  6. कॉनect कश्मीर प्रकार डाटा अधिग्रहण मॉड्यूल को सीधे thermocouples।
  7. यूएसबी ड्राइव के माध्यम से कंप्यूटर के डाटा अधिग्रहण मॉड्यूल कनेक्ट।
  8. तुरंत ईंधन एम एफ सी के बाद और सिर्फ बर्नर से पहले तांबे टयूबिंग रास्ते में एक एक तरह से वाल्व संलग्न। वाल्व ओरिएंट इतना है कि प्रवाह केवल MFC से दूर स्थानांतरित कर सकते हैं। एक तरह से वाल्व फ्लैश पीठ को रोकने के लिए एक महत्वपूर्ण सुरक्षा सुविधा है।
  9. पहले और लीक के लिए MFC सेटअप के बाद तांबे टयूबिंग की जाँच करें। लीक का पता लगाने के रूप में लीक बुलबुले पैदा होगा ट्यूबिंग के लिए एक ब्रश के साथ लागू साबुन के पानी का प्रयोग करें।
  10. तांबे टयूबिंग के माध्यम से दहन कक्ष और जन प्रवाह नियंत्रकों के लिए बर्नर से कनेक्ट।
  11. दहन कक्ष सेटअप पूरा करने के बाद परीक्षण के लिए निकास बंदरगाहों में से एक का चयन करें। तांबे टयूबिंग कि जीसी विश्लेषण बंदरगाह तक फैली को यह पोर्ट से कनेक्ट।
  12. दहन कक्ष से निकास खींचने के लिए और उसके बाद के विश्लेषण के लिए जीसी में धक्का एक सिरिंज का चयन करें। इस प्रयोग के लिए, एक का उपयोग25 मिलीलीटर सिरिंज।
  13. जीसी के लिए निकास बंदरगाह को जोड़ने तांबे टयूबिंग के साथ लाइन में एक तीन तरह वाल्व रखें। जीसी, निकास बंदरगाह के लिए दूसरे और 25 मिलीलीटर सिरिंज के लिए तीसरे करने के लिए दो तरह वाल्व के एक छोर से कनेक्ट। 3 तरह वाल्व के लिए तांबे टयूबिंग कनेक्ट। चैम्बर से दहन निकास चूसना और उसके बाद के विश्लेषण के लिए जीसी में धक्का सिरिंज का प्रयोग करें।
  14. जीसी और सिरिंज के लिए 3 तरह वाल्व कनेक्ट करें। सिरिंज सवार उकसाना सफल संचालन को सुनिश्चित करने के लिए।
    नोट: स्थापना के एक सरल योजनाबद्ध चित्र 1 में दिखाया गया है।

आकृति 1
चित्रा 1. दहन लक्षण वर्णन प्रयोगात्मक स्थापना योजनाबद्ध। दहन लक्षण वर्णन प्रयोगात्मक स्थापना योजनाबद्ध दिखा ईंधन, हवा और निकास प्रवाह (काला तीर) और डाटा प्रवाह (लाल तीर)। एक तरह से वाल्व फ्लैश पीठ को रोकने के लिए किया जाता है।

3. दहन विशेषता प्रयोग

  1. परीक्षण से पहले, पूरी तरह से सिरिंज सवार धक्का और निकास बंदरगाह पक्ष पर तीन तरह वाल्व खुला।
  2. 86.5 एल / मिनट के प्रवाह की दर के लिए पहली पर हवा MFC मुड़ें।
  3. 10 एल / मिनट के प्रवाह की दर के लिए पर मीथेन MFC मुड़ें। यह 1.10 की एक premixed तुल्यता अनुपात, एक थोड़ा अमीर मिश्रण है, जो प्रज्वलित करने के लिए आसान है बनाता है।
  4. कंप्यूटर मॉड्यूल के माध्यम से चालू करें thermocouples रिकॉर्डिंग डेटा शुरू करने के लिए।
  5. एक ब्यूटेन लाइटर का उपयोग कर दहन कक्ष के अंत में मिश्रण आग लगना। प्रज्वलन के बाद, लौ बर्नर मोर्चे पर स्थिर करना चाहिए।
  6. हवा के प्रवाह की दर धीरे-धीरे 86.5 एल / मिनट की प्रारंभिक मूल्य से वांछित मूल्य के लिए समायोजन करके तुल्यता अनुपात को समायोजित करें। ख्याल रखना भी जल्दी से स्थानांतरित नहीं करने के लिए या flammab के बाहर जानाबड़प्पन सीमा जो लौ शमन का कारण होगा।
  7. thermocouples के तापमान को स्थिर करने के बाद एक डेटा फ़ाइल में तापमान पढ़ने रिकॉर्ड।
  8. एक बार फिर, सिरिंज सवार खींच निकास बंदरगाह से दहन निकास निकालने के लिए।
  9. दहन निकास निकालने के बाद, जीसी ओर करने के लिए तीन तरह वाल्व खोलने के लिए और निकास बंदरगाह पक्ष को बंद करें।
  10. जब तक यह पूरी तरह से बंद कर देता है और निकास के सभी जीसी करने के लिए भेज दिया गया है सिरिंज सवार पुश।
  11. दोहराएँ कदम 3.8-3.10 तक जीसी करने के लिए बंदरगाह को जोड़ने तांबे टयूबिंग में अवशिष्ट गैसों के सभी निकाल दिया जाता है। सिरिंज की मात्रा कितनी बार संकेत होगा की तुलना में तांबे टयूबिंग के आंतरिक मात्रा का एक सरल विश्लेषण दोहराया जा 3.8-3.10 की जरूरत कदम।
  12. ट्यूबिंग में सभी अवशिष्ट गैसों को हटाने के बाद के विश्लेषण के लिए एक अंतिम निकास नमूना निकाल सकते हैं। जीसी में निकास गैस पुश और विश्लेषण मोड 7,17 करने के लिए जीसी बारी है।
  13. बचाने के द्वारा जीसी डेटा रिकॉर्डजीसी विश्लेषण डेटा।
  14. दोहराएँ कदम 3.1-3.13 जब तक सभी वांछित तुल्यता अनुपात का परीक्षण कर रहे हैं।

4. मॉडल दहन निकास का विकास

  1. दहन निकास प्रजातियों मात्रा प्रतिशत के रुझान का पालन करने की साजिश है।
  2. मॉडल दहन निकास के लिए काट एकाग्रता मूल्य निर्धारित करते हैं। प्रारंभिक एमटी FFC के विश्लेषण के लिए एक मॉडल दहन निकास ईंधन के विकास में, केवल घटकों महत्वपूर्ण अनुपात में दिखने (> 1%) मॉडल ईंधन में शामिल किए गए हैं।
  3. मॉडल ईंधन के लिए केवल उन तुल्यता अनुपात है कि महत्वपूर्ण हाइड्रोजन और कार्बन मोनोऑक्साइड निकास में (> प्रत्येक घटक के लिए 1%) उत्पन्न चयन करें।
  4. निकास गैस घटकों की बैठक 4.3 के मानदंडों में से प्रत्येक के लिए मात्रा प्रतिशत रिकार्ड।

5. ईंधन सेल परीक्षण सेटअप

  1. प्रत्येक गैस के लिए प्रवाह की दर पर्वतमाला निर्धारित करते हैं। मात्रा प्रतिशत जीसी टी द्वारा विश्लेषण के परिणाम से प्राप्त गुणावह कुल मॉडल दहन निकास प्रत्येक ईंधन सेल के भीतर वांछित के प्रवाह की दर।
  2. प्रत्येक प्रजाति के लिए अधिकतम और न्यूनतम प्रवाह का निर्धारण करने के लिए प्रत्येक दहन निकास प्रजातियों के लिए प्रवाह दर की सीमा का आकलन करें।
  3. एक ही सिद्धांतों 2.1 चरण में वर्णित के अनुसार प्रवाह मीटर का चयन करें।
  4. तांबे टयूबिंग के माध्यम से गैस टैंक के लिए प्रवाह मीटर संलग्न द्वारा परीक्षण उपकरण का निर्माण करें।
  5. प्रवाह मीटर के लिए निर्धारित मूल्य के लिए गैस के दबाव नियामकों सेट करें।
  6. तांबे टयूबिंग पथ एक दहनशील गैस का उपयोग कर प्रत्येक फ्लो मीटर के बहाव में एक तरह से वाल्व रखें।
  7. तांबे टयूबिंग और एक कई गुना के माध्यम से एक साथ सभी फ्लो मीटर बाहर निकलने के बंदरगाहों को जोड़ने।
  8. एक आंतरिक व्यास सिर्फ ईंधन सेल के बाहरी व्यास से बड़ा होने इस्पात टयूबिंग के अंदर सूक्ष्म ट्यूबलर SOFC सेट करें। चीनी मिट्टी चिपकने का उपयोग स्टील टयूबिंग के लिए ईंधन सेल सील।
  9. चीनी मिट्टी दुर्दम्य मीटर का एक टुकड़ा करने के लिए माइक्रो ट्यूबलर SOFC के साथ इस्पात टयूबिंग कनेक्टभट्ठी में ईंधन सेल धारण करने के लिए aterial।
  10. एनोड पर 2 तारों और कैथोड पर 2 तारों के साथ सूक्ष्म ट्यूबलर SOFC से जुड़े मौजूदा संग्रह और वोल्टेज भावना तारों के साथ 4 जांच तकनीक 10,11 का उपयोग। सुनिश्चित करें कि तारों के एक दूसरे को बनाने शॉर्ट्स पार नहीं करते।
  11. Potentiostat 10,11 के चार जांच करने के लिए चार तारों कनेक्ट।
  12. कंप्यूटर 10,11 को potentiostat कनेक्ट करें।
  13. टिप सूक्ष्म ट्यूबलर SOFC इलेक्ट्रोलाइट 10,11 के बाहरी छूने के साथ भट्ठी में एक thermocouple रखें।
  14. डाटा अधिग्रहण मॉड्यूल के लिए thermocouple तारों संलग्न।
  15. यूएसबी पोर्ट के माध्यम से कंप्यूटर के लिए डाटा अधिग्रहण मॉड्यूल कनेक्ट।
    नोट: चित्रा 2 एक सरल एमटी निगम परीक्षण सेटअप दिखा योजनाबद्ध है। मॉडल ईंधन विकसित और सेटअप ईंधन सेल करने के लिए मॉडल ईंधन प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए स्थापित के साथ, परीक्षण पारंपरिक एफ के अनुसार आगे बढ़ सकते हैंuel सेल परीक्षण तरीकों। इन तरीकों में अच्छी तरह से साहित्य में स्थापित कर रहे हैं और यहाँ दोहराया नहीं जाएगा।

चित्र 2
चित्रा 2. माइक्रो ट्यूबलर लौ की मदद से ईंधन सेल परीक्षण सेटअप योजनाबद्ध। एच 2, सीओ, सीओ 2 का प्रवाह, एन 2 (काला तीर) एक एम एफ सी और फ्लैश पीठ को रोकने के लिए एक तरह से वाल्व के साथ विनियमित रहे हैं। इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह (ग्रीन लाइन) SOFC से भट्ठी में potentiostat के लिए और वापस करने के लिए SOFC। Thermocouple डेटा और विद्युत डाटा के प्रवाह लाल तीर का प्रतिनिधित्व करती है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

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Representative Results

दहन लक्षण वर्णन चैम्बर परीक्षण के दौरान कक्ष या अन्य हवा रिसाव में हवा के पीछे-प्रवाह के लिए वांछित तुल्यता अनुपात में परीक्षण करने से पहले जाँच की जानी चाहिए। खुले कक्षों में दहन प्रक्रियाओं लगभग समदाब रेखीय हो जाना जाता है। नतीजतन, दहन कक्ष के भीतर दबाव सुनिश्चित करने के लिए कि बाहरी वातावरण से कोई हवा चैम्बर निकास बंदरगाह या अन्य रिसाव अंक से दहन कक्ष में वापस बह है पर्याप्त नहीं हो सकता। वहाँ पुष्टि करने के लिए है कि कोई वापस प्रवाह हो रहा है कई प्रयोगात्मक तकनीक है। सबसे पहले, एक गैर उत्प्रेरक बर्नर के लिए, अमीर-ज्वलनशीलता सीमा अच्छी तरह से कई ईंधन 18,19 के लिए स्थापित कर रहे हैं। प्रज्वलन के बाद, प्रवाह के तुल्यता अनुपात धीरे धीरे समायोजित किया जाना चाहिए जब तक यह अमीर ज्वलनशीलता सीमा तरीकों। अमीर ज्वलनशीलता सीमा की लौ शमन के बिना काफी पार किया जा सकता है, तो वहाँ सबूत है कि हवा टी में वापस बह जाता हैवह दहन कक्ष एक leaner मिश्रण वांछित से हो जाती है। चित्रा 3 1.85 की एक तुल्यता अनुपात करने के लिए सूखी मीथेन दहन निकास के लिए प्राप्त प्रारंभिक परिणामों से पता चलता। हालांकि चित्रा 3 में प्रदर्शित नहीं किया, ज्योति 3.97 की एक तुल्यता अनुपात अप करने के लिए बुझा नहीं था। केवल 1.64 की सूचना दी 18 के एक अमीर ज्वलनशीलता सीमा, 3.97 की एक तुल्यता अनुपात प्राप्त करने के साथ गैर उत्प्रेरक दहन के साथ संभव नहीं है। इन परिणामों से संकेत मिलता है कि वहाँ दहन कक्ष में हवा रिसाव है और एक संभावित स्रोत निकास आउटलेट से वापस प्रवाह है।

चित्र तीन
दहन कक्ष शो प्रजातियों में से यादृच्छिक उतार चढ़ाव में हवा की पीठ के प्रवाह को रोकने के लिए पहले चित्रा 3. प्रारंभिक दहन निकास विशेषता। विश्लेषण का परिणाम है। उम्मीद के रुझान से विचलन या तो अनुचित मिश्रण को इंगित करता हैआईएनजी या हवा रिसाव। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

combustor के लिए ज्वलनशीलता की ऊपरी सीमा की परीक्षा backflow की जांच करने के लिए एक ही रास्ता नहीं है। चित्रा 3 से एक दूसरे संकेत है कि निकास प्रजातियों में से कई के लिए रुझान की उम्मीद है और प्रवृत्तियों का पालन नहीं करते है। सीईए एक आम तकनीक है कि आधारित दहन के उत्पादों जिस पर उत्पादों तापमान, दबाव, और तुल्यता अनुपात की अलग अलग परिस्थितियों में उर्जा अनुकूल हैं आकलन करने के लिए प्रयोग किया जाता है। सीईए कि इस प्रयोग में नमूदार होना चाहिए प्रवृत्तियों का आकलन करने का एक तरीका प्रदान करता है। आम ईंधन के लिए विभिन्न सीईए परिणाम साहित्य में पाया जा सकता है या इस कार्य के लिए विकसित सॉफ्टवेयर प्रोग्राम का उपयोग कर मूल्यांकन किया जा सकता है। चित्रा 4 से पता चलता सूखी मीथेन combusti में प्राथमिक प्रजातियों के लिए सीईए परिणाम निकास पर। लगभग सभी निकास प्रजातियों की उम्मीद प्रवृत्तियों से चित्रा 3 विचलित में दिखाया गया है, वहीं हे 2 शायद सबसे महत्वपूर्ण है। 1 से अधिक तुल्यता अनुपात में बहुत कम हे 2 उम्मीद के रूप में इसके बारे में सबसे दहन के दौरान दहन के उत्पादों के लिए फार्म का सेवन किया जाना चाहिए है। जबकि ओ 2 एकाग्रता रेंज के अधिकांश में कम है, 1.75 और 1.85 की एक तुल्यता अनुपात तुल्यता अनुपात को कम करने के लिए की तुलना में 2 हे की एक बड़ी राशि प्राप्त करने की उम्मीद नहीं है। यह या तो अधूरा मिश्रण या दहन कक्ष में ओ 2 के पीछे-प्रवाह के संभावित संकेत है। इसके अलावा, 1 मात्रा प्रतिशत या अधिक पर सीएच 4 का पता लगाने के इस रेंज भर भी अधूरा मिश्रण के संभावित संकेत है। सीईए परिणामों के साथ तुलना के माध्यम से रुझान विश्लेषण अगर वहाँ हवा या संभव मिश्रण समस्याओं के पीछे-प्रवाह का संकेत कर सकते हैं।

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चित्रा 4. दहन की मीथेन / हवा उत्पादों की रासायनिक संतुलन विश्लेषण। रासायनिक संतुलन विश्लेषण (सीईए) के परिणाम अलग तुल्यता अनुपात में निकास गैस रचना के लिए thermodynamic संतुलन भविष्यवाणियों दिखा। जबकि प्रयोगात्मक डेटा पूरी तरह से मेल नहीं खाता, सीईए की उम्मीद प्रवृत्तियों का एक संकेत है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

दहन कक्ष निकास पर हवा से वापस प्रवाह का पता चला और चर्चा खंड में वर्णित के रूप में दहन कक्ष निकास बंदरगाह के एक हिस्से को अवरुद्ध करके रोका गया था। दहन कक्ष निकास बंदरगाह के एक हिस्से को अवरुद्ध करने के बाद अमीर ज्वलनशीलता सीमा का दहन कक्ष के लिए लगभग 1.45 की एक तुल्यता अनुपात था। वापस प्रवाह को रोका, दहन के साथनिकास तुल्यता अनुपात और तालिका 1 में दिखाया ईंधन और हवा का प्रवाह दरों पर मूल्यांकन किया गया था। प्रवाह तालिका 1 में दिखाया दरों प्रोटोकॉल समीकरण का उपयोग 5. चित्रा 5 में से 1.5 चरण में प्राप्त किया गया के लिए सूखी दहन निकास लक्षण वर्णन के परिणामों से पता चलता है तालिका में दिखाया शर्तों 1। चित्रा 5 पुष्टि की है कि वास्तविक प्रवृत्तियों 4 चित्र में दिखाया सीईए परिणाम के लिए तुलना कर रहे हैं। यह परिणामों के कुछ मान्यता प्रदान करता है। हालांकि, वहाँ कुछ कहते हैं कि 1.45 की एक तुल्यता अनुपात में इस तरह के सीओ 2 के रूप में सीईए के रुझान से विचलित हैं। 1.45 की एक तुल्यता अनुपात में त्रुटि के एक भाग है कि combustor अमीर ज्वलनशीलता सीमा है, जो लौ, संभव शमन और निकास के नमूने में विचलन के भीतर अस्थायित्व में परिणाम कर सकते हैं के पास काम कर रहा है है। विश्लेषण repeatability और परिणामों की सटीकता सुनिश्चित करने के लिए दोहराया जाना चाहिए। अमीर-FL नीचे ऑपरेटिंगचैम्बर (जैसे, इस सेटअप में 1.4 की एक अधिकतम तुल्यता अनुपात के आसपास) के ammability सीमा की सिफारिश की है।

तुल्यता अनुपात मीथेन प्रवाह की दर (एल / मिनट) वायु प्रवाह दर (एल / मिनट)
0.80 10 119.0
0.90 10 105.8
1.00 10 95.0
1.05 10 90.6
1.10 10 86.5
1.15 10 82.8
1.20 10 79.3
1.25 10 76.1
1.30 10 73.2
1.35 70.5
1.40 10 68.0
1.45 10 65.7

बदलती तुल्यता अनुपात में 1 टेबल दहन लक्षण वर्णन मीथेन और हवा का प्रवाह दरों। आवश्यक प्रवाह दरों की गणना प्रोटोकॉल की धारा 1 में चर्चा की है। 5 समीकरण हवा का प्रवाह तुल्यता अनुपात और एक निश्चित मीथेन प्रवाह की दर के आधार पर दरों की गणना करने के लिए प्रयोग किया जाता है।

चित्रा 5
मीथेन / हवा दहन निकास से चित्रा 5. दहन लक्षण वर्णन विश्लेषण। दहन कक्ष में हवा की पीठ के प्रवाह को रोकने के बाद प्राप्त सुधार का परिणाम है। रुझानों के परिणामों की सटीकता में विश्वास उपलब्ध कराने सीईए भविष्यवाणियों के समान हैं। के कई परीक्षणनिकास की जरूरत हो सकती है, जब उम्मीद के रुझान से विचलन होते हैं। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

दहन निकास अमीर ज्वलनशीलता सीमा तक विशेषता के साथ, मॉडल दहन निकास मीट्रिक टन निगम के परीक्षण के लिए विकसित किया जा सकता है। मॉडल दहन निकास का विकास निर्भर है जिस पर निकास प्रजातियों के अध्ययन के लिए सबसे अधिक प्रासंगिक हैं। FFCs की प्रारंभिक अध्ययन में, मुख्य ब्याज विद्युत ऊर्जा के रूपांतरण के लिए उपलब्ध ईंधन की अपेक्षाकृत छोटी मात्रा के साथ दहन निकास में ईंधन सेल प्रदर्शन विशेषताओं को समझने में है। इन विशेषताओं के शिखर शक्ति घनत्व, वर्तमान घनत्व, खुले सर्किट वोल्टेज, ईंधन के उपयोग और विभिन्न तुल्यता अनुपात में दक्षता और ऑपरेटिंग तापमान में शामिल हैं। एक अपेक्षाकृत छोटे ईंधन एकाग्रता में आपरेटिंग ओ हैप्राथमिक सुविधाओं है कि FFCs प्रतिष्ठित कई ईंधन की कोशिकाओं ईंधन की उच्च सांद्रता और सीओ 2, एच 2 ओ और दूसरों के बीच में अक्रिय गैसों सहित अन्य गैसों की कम मात्रा के साथ काम के रूप में पूर्वोत्तर के। ऊपर 1% मॉडल दहन निकास में शामिल थे इस आकलन केवल मात्रा प्रतिशत के साथ दहन लक्षण वर्णन में पाया गैसों बनाने के लिए। नतीजतन, केवल एच 2 के रूप में, सीओ, सीओ 2 और एन 2 मीथेन दहन के लिए एक मॉडल ईंधन युक्त दहन निकास को विकसित करने की जरूरत थी। तालिका 2 दहन लक्षण वर्णन मूल्यांकन के परिणामों से पता चलता है। 300 मिलीग्राम / मिनट की ईंधन सेल के एनोड पक्ष पर कुल प्रवाह की दर के लिए, प्रत्येक प्रजाति के प्रवाह की दर भी तालिका 2 में दिखाया जाता है।

तुल्यता अनुपात एच 2 मात्रा% एच -1) सीओ मात्रा% सीओ (एमएल · मिनट -1) सीओ 2 की मात्रा% सीओ 2 (एमएल · मिनट -1) एन 2 मात्रा% एन 2 (एमएल · -1 मिनट) कुल (एमएल · मिनट -1)
1.10 1.1 3.2 2.4 7.2 11.3 34.0 85.2 255.6 300
1.15 1.8 5.4 3.2 9.7 10.6 31.9 84.4 253.1 300
1.20 4.3 12.9 4.6 13.8 10.0 29.9 81.1 243.4 300
1.25 6.4 19.1 5.6 16.7 9.2 27.6 78.9 236.6 300
1.30 8.0 24.0 6.5 19.5 8.5 25.6 77.0 230.9 300
1.35 11.5 34.6 8.0 24.1 8.3 24.8 72.2 216.5 300
1.40 12.4 37.3 8.7 26.2 7.6 22.7 71.3 213.8 300

तालिका 2 मॉडल दहन निकास संरचना और प्रवाह दरों। प्रयोगात्मक परिणाम दहन लक्षण वर्णन के लिए प्राप्त की मात्रा पी के रूप में दिखाया जाता हैपता चला प्रजातियों के ercents। ईंधन की कोशिकाओं के लिए मॉडल ईंधन युक्त दहन निकास की कुल प्रवाह की दर 300 मिलीग्राम / मिनट के लिए स्थापित किया गया था। प्रत्येक व्यक्ति प्रजातियों के प्रवाह की दर कुल प्रवाह दर और प्रत्येक प्रजाति की मात्रा प्रतिशत से गुणा करके गणना की है।

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Discussion

प्रोटोकॉल यहाँ चर्चा पिछले दहन लक्षण वर्णन अनुसंधान और ईंधन सेल परीक्षण के बीच एक महत्वपूर्ण पुल है। ईंधन में सुधार और ईंधन सेल परीक्षण के लिए दहन का उपयोग DFFC setups 10-15 में कई वर्षों के लिए लागू किया गया है। हालांकि, DFFCs में दहन प्रक्रिया के लक्षण वर्णन के लिए मुख्य रूप से लौ रचना 16 के यथास्थान लक्षण वर्णन के साथ संबंध है और एक एमएस 8 उपयोग करता है। DFFC के रूप में परिवेश के लिए खुला है, निकास रचना ज्यादातर पानी और सीओ 2 और निकास के लक्षण वर्णन की जरूरत नहीं है के होते हैं। आदेश में एक आंशिक रूप से संलग्न कक्ष में दहन निकास निस्र्पक के लिए हाल ही में निगम अवधारणा एक प्रक्रिया विकसित करने के लिए (यानी, एक है कि ईंधन हवा अनुपात को बनाए रखता है) की जरूरत है। इसके बजाय एक एमएस उपयोग कर के, एक जीसी दहन निकास विश्लेषण 7 के लिए लागू है। इस exh के भीतर ईंधन की कोशिकाओं के परीक्षण के लिए निकास, एक सरल विधि निस्र्पक के बादऑस्ट आवश्यक है। हालांकि यह संभव है कि एक पूरी तरह से एकीकृत बर्नर और ईंधन सेल परीक्षण उपकरण विकसित करने के लिए, इस प्रक्रिया में एक साधारण प्रारंभिक कदम है कि निकास रचनाओं के साथ अलग ईंधन सेल प्रदर्शन की वैज्ञानिक जांच के लिए लागू किया जा सकता है। जबकि दहन लक्षण वर्णन दृष्टिकोण आम है, FFC के अनुसंधान के लिए अपने आवेदन में एक महत्वपूर्ण विकास है।

इस प्रक्रिया में सबसे महत्वपूर्ण कदम यह सुनिश्चित करने के लिए उचित सुरक्षा सावधानियों प्रज्वलन से पहले लिया गया है; और यह सुनिश्चित करने के दहन कक्ष में कोई हवा रिसाव नहीं है। एक तरह से वाल्व और / या लौ arrestors के साथ ही उच्च तापमान सामग्री के उपयोग के उपकरण और शोधकर्ताओं की सुरक्षा के लिए महत्वपूर्ण है। के रूप में परिणाम अनुभाग में दिखाया गया है, गलत परिणाम की एक विस्तृत श्रृंखला से हो सकता है अगर वहाँ वापस प्रवाह या हवा के अन्य रिसाव दहन कक्ष में। यह वापस प्रवाह मिश्रण के तुल्यता अनुपात बदल और अलग बना सकते हैंपैटर्न है कि 3 चित्र में दिखाया उन लोगों की तरह परिणाम बनाने के मिश्रण।

जबकि निर्धारित करने के लिए दो तरीके अगर वहाँ दहन कक्ष में हवा के पीछे-प्रवाह पहले से ही वर्णित किया गया है, वहाँ अगर यह हो रहा है निर्धारण करने का एक तीसरा रास्ता है। इस विधि बस का आकलन है कि अगर लौ जब हवा के लिए MFC बंद कर दिया है जलाने के लिए जारी है। इस पूर्व मिश्रित दहन प्रक्रिया में दहन प्रतिक्रियाओं के लिए केवल हवा एम एफ सी के माध्यम से आपूर्ति की है। प्रज्वलन के बाद, हवा की आपूर्ति बंद कर दिया जा सकता है, जबकि ईंधन पर छोड़ दिया है। लौ हवा की अनुपस्थिति में बुझाने जाएगा। दहन जारी रहता है, तो वापस प्रवाह हवा का दहन कक्ष में हो रहा है। कि निर्धारित करने के बाद वहाँ दहन कक्ष में हवा के पीछे-प्रवाह, हवा की पीठ प्रवाह रोक रहा है आगे बढ़ने से पहले आवश्यक है। समस्या फिक्सिंग अपेक्षाकृत आसान हो सकता है। दहन निकास गर्म और इसलिए कम उछाल है, जो यह दहन के शीर्ष करने के लिए वृद्धि करने के लिए कारण बनता हैचैंबर। कक्षों के अंत में हवा का कोई भी वापस प्रवाह चैम्बर के तल पर घटित होगा। दहन कक्षों निकास बंदरगाह के नीचे अनुभाग अवरुद्ध करने के बाद, तीन तकनीक ऊपर वर्णित फिर से किया जा सकता है कि यह सुनिश्चित करने के लिए कोई हवा कक्ष में वापस-बह रहा है। इस चर्चा मानता है कि चैम्बर पहले ही लीक के लिए जाँच की जा चुकी है। पूरा मिश्रण भी सुनिश्चित करना है कि किसी भी मीथेन का पता चला मात्रा का पता लगाने में है और जीसी माप repeatable रहे हैं द्वारा सत्यापित किया जाना चाहिए।

दहन निकास निस्र्पक और मॉडल दहन निकास संरचना विकसित करने के बाद, वहाँ ईंधन सेल परीक्षण के लिए आवेदनों की एक सीमा है। प्रोटोकॉल अनुभाग सूक्ष्म ट्यूबलर SOFC परीक्षण के लिए इस तकनीक का विशिष्ट अनुप्रयोग का वर्णन है। हालांकि, एक ही मूल प्रक्रिया तलीय और बड़ा ट्यूबलर SOFCs सहित अन्य ईंधन सेल geometries के परीक्षण के लिए लागू किया जा सकता है। प्रोटोकॉल भी या तो ज्यामिति के लिए ढेर डिजाइन परीक्षण करने के लिए फैली हुई है। इसके साथ - साथ, प्रोटोकॉल ईंधन के रूप में मीथेन तक सीमित नहीं है। विधि अन्य हाइड्रोकार्बन और शराब ईंधन भी ईंधन युक्त दहन प्रक्रियाओं से एच 2 की पीढ़ी और सह के लिए महत्वपूर्ण क्षमता है कि करने के लिए बढ़ाया जा सकता है।

जबकि प्रोटोकॉल वर्णित है कि आगे FFCs के विकास के कई आवेदन किया है, इस तकनीक के लिए सीमाएं हैं। प्रोटोकॉल अलग ईंधन युक्त दहन प्रक्रियाओं और ईंधन में सक्रिय SOFCs की संभावना के परीक्षण करने के लिए स्थापित किया गया है। जब ईंधन की कोशिकाओं मॉडल ईंधन युक्त निकास में संचालित संभावित मनाया जाता है। विशेष रूप से, होनहार प्रदर्शन का महत्वपूर्ण संकेतक उच्च ऊर्जा घनत्व, वर्तमान घनत्व, ईंधन के उपयोग और खुले सर्किट वोल्टेज ईंधन सेल में हासिल शामिल हैं। हालांकि, केवल सबसे महत्वपूर्ण वर्तमान प्रजातियों के साथ एक मॉडल ईंधन के विकास के अध्ययन है कि आयोजित किया जा सकता सीमा। उदाहरण के लिए, लंबी अवधि के परीक्षण के लिए मॉडल दहन निकास में SOFCs ऑपरेटिंग संभव है, लेकिन मैंटी ईंधन सेल की वास्तविक लंबी अवधि के प्रदर्शन विशेषताओं का सबसे अच्छा संकेत नहीं प्रदान कर सकता है। लंबे समय में, दहन निकास में प्रजातियों का पता लगाने के कुछ SOFCs प्रदर्शन के लिए हानिकारक हो सकता है। इन परिणामों का परीक्षण एक वास्तविक बर्नर और पूरा दहन निकास के साथ SOFC के पूर्ण एकीकरण की आवश्यकता है। जबकि इन सीमाओं मौजूद हैं, तकनीक अभी भी FFCs प्रदर्शन और बिजली उत्पादन के भविष्य के स्रोत के रूप में संभावित आकलन करने का एक सरल और नियंत्रित साधन प्रदान करता है।

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
Gas chromotograph SRI Instruments, Inc. SRI 8610C
K type thermocouples Omega KQXL-116G-6 Custom length
K type thermocouple extension wire Omega EXTT-K-20-SLE-100
Mass flow controller Omega FMA5427 0-40 L/min (N2)
Used for methane
Mass flow controller Omega FMA5443 0-200 L/min (N2)
Used for air
Mass flow controller Omega FMA5402A 0-10 ml/min (N2)
Used for CO
Mass flow controller Brooks Instrument SLA5850 200 SCCM (Propane)
Used for CO2
Mass flow controller Brooks Instrument SLA5850 5 L/min (Air)
Used for N2
Mass flow controller Brooks Instrument SLA5850 500 SCCM (N2)
Used for H2
Regulator Harris Products Group HP721-125-350-F Methane tank
Regulator Harris Products Group HP702-050-590-E Air tank
Regulator Airgas Y11-SR145B CO tank
Regulator Harris Products Group HP702-050-320-E CO2 tank
Regulator Airgas Y12-215B N2 tank
Regulator Harris Products Group HP702-015-350-D H2 tank
Methane, Compressed,
Ultra high purity		 Airgas UN1971 Extremely Flammable
Air, Compressed,
Ultra pure		 Airgas UN1002 Not classified as hazardous to health.
CO, Compressed,
Ultra high purity		 Airgas UN1016 Toxic by inhalation, Extremely flammable
CO2, Compressed,
Research grade		 Airgas UN1013 Asphyxiant in high concentrations
N2, Compressed,
Ultra high purity		 Airgas UN1066 Not classified as hazardous to health.
H2, Compressed,
Ultra high purity		 Airgas UN1049 Extremely flammable, burns with invisible flame
Source meter Tektronix, Inc. Keithley 2420 Connects to computer via USB
Horizontal split tube furnace MTI Corportation OTF-1200X
Data acquisition National Instruments NI cDAQ-9172 Connects to computer via USB
Thermocouple input National Instruments NI 9211 Connects to cDAQ-9172
Computer control for Mass Flow Controllers National Instruments NI 9263 Connects to cDAQ-9172
Computer control for Mass Flow Controllers
Testing software National Instruments LabVIEW 8.6
Ceramabond Aremco 552-VFG 1 Pint

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References

  1. Gorte, R. J. Recent developments towards commercialization of solid oxide fuel cells. AIChE J. 51 (9), 2377-2381 (2005).
  2. Milcarek, R. J., Wang, K., Falkenstein-Smith, R. L., Ahn, J. Micro-tubular flame-assisted fuel cells for micro-combined heat and power systems. J. Power Sources. 306, 148-151 (2016).
  3. Horiuchi, M., Suganuma, S., Watanabe, M. Electrochemical power generation directly from combustion flame of gases, liquids, and solids. J. Electrochem. Soc. 151 (9), A1402-A1405 (2004).
  4. Starik, A. M., Kuleshov, P. S., Loukhovitski, B. I., Titova, N. S. Theoretical study of partial oxidation of methane by non-equilibrium oxygen plasma to produce hydrogen rich syngas. Int. J. Hydrogen Energy. 40 (32), 9872-9884 (2015).
  5. Katta, V. R., et al. On flames established with jet in cross flow of fuel-rich combustion. Fuel. 150, 360-369 (2015).
  6. Maruta, K., et al. Extinction limits of catalytic combustion in microchannels. P. Combustion Institute. 29 (1), 957-963 (2002).
  7. Ahn, J., Eastwood, C., Sitzki, L., Ronney, P. D. Gas-phase and catalytic combustion in heat-recirculating burners. P. Combustion Institute. 30 (2), 2463-2472 (2005).
  8. Kӧhler, M., Oßwald, P., Xu, H., Kathrotia, T., Hasse, C. Speciation data for fuel-rich methane oxy-combustion and reforming under prototypical partial oxidation conditions. Chemical Engineering Science. 139, 249-260 (2016).
  9. Ahn, J., Ronney, P. D., Shao, Z., Haile, S. M. A thermally self-sustaining miniature solid oxide fuel cell. J. Fuel Cell Science and Technology. 6 (4), 041004 (2009).
  10. Wang, K., Milcarek, R. J., Zeng, P., Ahn, J. Flame-assisted fuel cells running methane. Int. J. Hydrogen Energy. 40 (13), 4659-4665 (2015).
  11. Wang, K., Zeng, P., Ahn, J. High performance direct flame fuel cell using a propane flame. P. Combust. Inst. 32 (2), 3431-3437 (2011).
  12. Wang, Y. Q., Shi, Y. X., Yu, X. K., Cai, N. S., Li, S. Q. Integration of solid oxide fuel cells with multi-element diffusion flame burners. J. Electochem. Soc. 160 (11), F1241-F1244 (2013).
  13. Horiuchi, M., et al. Performance of a solid oxide fuel cell couple operated via in situ catalytic partial oxidation of n-butane. J. Power Sources. 189 (2), 950-957 (2009).
  14. Wang, Y., et al. The study of portable direct-flame solid oxide fuel cell (DF-SOFC) stack with butane fuel. J. Fuel Chem. Technol. 42 (9), 1135-1139 (2014).
  15. Wang, K., et al. A high-performance no-chamber fuel cell operated on ethanol flame. J. Power Sources. 177 (1), 33-39 (2008).
  16. Sun, L., Hao, Y., Zhang, C., Ran, R., Shao, Z. Coking-free direct-methanol-flame fuel cell with traditional nickel-cermet anode. Int. J. Hydrogen Energy. 35 (15), 7971-7981 (2010).
  17. Zeng, P., Wang, K., Falkenstein-Smith, R. L., Ahn, J. Effects of sintering temperature on the performance of SrSc0.1Co0.9O3-δ oxygen semipermeable membrane. Braz. J. Chem. Eng. 32 (3), 757-765 (2015).
  18. Turns, S. R. An Introduction to Combustion: Concepts and Applications. , 2nd ed., McGraw-Hill. New York. (2000).
  19. Glassman, I., Yetter, R. A., Glumac, N. G. Combustion. , 4th ed., Academic Press. Waltham, MA. (2015).

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इंजीनियरिंग अंक 116 माइक्रो ट्यूबलर लौ की मदद से ईंधन सेल माइक्रो ट्यूबलर ठोस ऑक्साइड ईंधन सेल ईंधन युक्त दहन आंशिक ऑक्सीकरण दहन लक्षण वर्णन गैस chromatograph मैकेनिकल इंजीनियरिंग
दहन विशेषता और मॉडल ईंधन के विकास के लिए माइक्रो-ट्यूबलर लौ की मदद से ईंधन कोशिकाओं
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Milcarek, R. J., Garrett, M. J.,… More

Milcarek, R. J., Garrett, M. J., Baskaran, A., Ahn, J. Combustion Characterization and Model Fuel Development for Micro-tubular Flame-assisted Fuel Cells. J. Vis. Exp. (116), e54638, doi:10.3791/54638 (2016).

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