陈礼炜

（三明学院 机电工程学院，福建 三明 365004）

我国是能源需求大国，在新能源因利用成本过高而尚未大规模应用的背景下，以煤炭为代表的常规能源以其成熟的开采技术和低廉的开发成本仍然发挥着中流砥柱的作用。改革开放40多年来，我国的煤炭行业顺应时代潮流，实现了历史性的跨越，全国煤炭产量由1978年的6.2亿t增加到2000年的13.84亿t、2018年的36.8亿t，累计生产煤炭773亿t。全国煤炭查明资源储量从1978年的5 960亿t增加到2017年的1.67万亿t[1]。面对如此大量的煤炭资源储备，发展清洁的煤炭使用技术便成为了我国煤炭能源可持续发展的重中之重。

直接碳燃料电池（direct carbon fuel cell,DCFC）因其能够直接使用固体碳为燃料而得名，与传统的燃煤方式发电相比，无需气化或者移动燃料，仅通过一系列的电化学氧化反应，即可将储存在固体碳中的能量转化成电能[2-5]。直接碳燃料电池的能效大约是传统的燃煤发电的两到三倍，同时，每单位发电量所释放出来的仅为燃煤发电释放量的50%[6-10]。因此，直接碳燃料电池在清洁、高效的利用煤炭发电和缓解能源紧张方面存在着巨大的优势和潜力。

如何更好地提高直接碳燃料电池的工作性能也一直是科研工作者最关心的问题之一。部分研究人员[11-12]发现，通过改变阳极材料，进而能够提高直接碳燃料电池的整体性能；另有部分工作[13-14]集中在研究、探索使用不同的电解质，通过改变碳燃料和电解质的交互关系，以达到提升整体性能的目的。同时，由于燃料电池在工作的过程中会产生大量的高品质废热，因而众多研究工作[15-21]围绕着如何利用这部分能量而展开。……