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煤炭是当今世界继石油之后位居第二的一次能源。因其储量丰富、分布广泛、成本低廉,在未来几十年内,仍将是一种主要能源。发电是煤炭的首要用途,但传统的燃煤发电技术能量转化效率低（30%-40%）,并产生大量的CO2（1kg煤产生约2.6 kg CO2）、SOx、NOx和灰尘等污染物。固体氧化物燃料电池（solid oxide fuel cells,SOFCs）是一种将燃料的化学能直接转变成电能的全固态电化学发电装置,具有能量转化效率高,污染物排放量低,环境友好,无运动组件,工作噪音低等优点。SOFCs是有望实现煤炭清洁、高效发电的一种新技术。山西省含有丰富的煤炭资源,其中优质无烟煤资源500亿吨以上,储量约占全国的40%。另一方面,随着大规模的开发利用,优质煤资源日渐减少,人们开始关注对低阶煤（包括高硫煤）的合理利用。因此,本论文开展了无烟煤和高硫煤作为SOFCs燃料的适用性研究。Ni基金属陶瓷是SOFCs的经典阳极材料,具有高电化学催化活性、高电子导电性、与电解质热膨胀兼容性好等优点。但直接使用煤基碳燃料时,Ni基阳极容易发生硫中毒现象,导致电池性能因阳极失活而大幅度衰减。针对这一挑战,一方面可以对Ni基阳极进行改性以提高其耐硫性,另一方面也可以对煤基碳燃料进行脱硫处理,降低其含硫量。本论文选用熔融碱沥滤法（molten caustic leaching method,MCL）对山西晋城高硫煤进行直接脱硫处理,探究了原煤和净化高硫煤与Ni基阳极SOFCs的兼容性。高硫煤经MCL法处理,可去除60%的硫分;同时,净化高硫煤具有更丰富的孔结构和更高的Boudouard反应性;净化处理使电池在850℃时的峰值功率密度从60mW cm-2提升到116mW cm-2;稳定运行时间由1.7h延长到11.2h(50 mA cm-2、850℃),对应的燃料利用率从6.25%提高至40%。本论文所选用的山西晋城无烟煤是一种中等煤化程度、高化学活性的优质煤,但含有7.12%的灰分。因此探究无烟煤中灰分对SOFCs的电化学性能影响是一个重要研究课题。本论文选用酸碱法（NaOH-HCl）去除无烟煤中灰分,研究灰分脱除对SOFCs电化学性能的影响。研究发现,酸碱法不仅可去除无烟煤中大部分的含Si、Al的灰分,而且可使其结构变得疏松。850℃时,电池的峰值功率密度从无烟煤的129 mW cm-2提高到净化无烟煤的159 mW cm-2,增加了23.3%;电池的开路电压从0.928V增大到0.931V;电池的稳定运行时间由14h延长到20h,对应的燃料利用率从44.1%提高到62.9%。