RAFAŁ BERNAT

Modelling of two-phase flow in the cathode layer of molten carbonate fuel cells

Abstract:

W pracy przedstawiono implikacje oraz konsekwencje zanieczyszczenia węglanowych ogniw paliwowych cząsteczkami stałymi.

W rozdziale pierwszym przedstawiono ogólne aspekty dotyczące węglanowych ogniw paliwowych oraz podstawowe prawa nimi rządzące. Przeanalizowano również możliwość separacji dwutlenku węgla za pomocą tych ogniw paliwowych oraz warunki, na które w takim przypadku będą wystawione. Przedstawiono mechanizm tworzenia się pyłu w kotłach opalanych paliwami stałymi oraz główne zagadnienia związane z połączeniem go z układem węglanowych ogniw paliwowych.

Rozdział 2 poświęcony jest teoretycznym aspektom budowy modelu. Po pierwsze, przedstawiono elektrochemiczny model węglanowego ogniwa paliwowego. Ponadto, przeanalizowano zachowanie cząstek stałych w kanałach dolotowych i przedstawiono różne aspekty związane z zanieczyszczaniem ogniw paliwowych.

Rozdział 3 dotyczy sposobu przeprowadzenia eksperymentów, środków wykorzystanych do ich wykonania oraz trudności, które pojawiły się w trakcie ich realizacji.

W rozdziale 4 przedstawiłem wyniki badań dla różnych typów środka zanieczyszczającego. Zawierają one model matematyczny reakcji ogniwa na zanieczyszczanie oraz zdjęcia wykonane elektronowym mikroskopem skaningowym po wyłączeniu ogniwa, które pozwalają głębiej zrozumieć zjawiska mające miejsce w trakcie pracy ogniwa.

Rozdział 5 jest podsumowaniem wyników, z których prawdopodobnie najważniejszym jest to, że obalono długo istniejącą hipotezę, że nawet niewielkie ilości pyłu stanowią poważne zagrożenie dla pracy ogniw. Węglanowe ogniwa paliwowe posiadają bardzo dobrą odporność na nawet wysokie zanieczyszczenie pyłem.