[发明专利]用于产生电力的基于燃料电池的方法

权利要求书

1.一种用于产生电力的方法，其包括：

在第一反应区中，在至少600℃的温度下使蒸汽、进料前体和来自固体氧化物燃料电池的阳极排气流的混合物与第一催化剂接触，以产生包括一或多种气态烃和蒸汽的进料，其中所述进料前体含有在大气压下在20℃时为液体并且在大气压下在高达400℃的温度时能汽化的可汽化烃，并且其中，所述阳极排气流含有氢和蒸汽并且具有至少800℃的温度；

在第二反应区中，在至少400℃的温度下使所述进料和可选地使额外蒸汽与第二催化剂接触，以产生包括氢和二氧化碳的重整产物气体；

从所述重整产物气体分离含有至少0.6、至少0.7、至少0.8、至少0.9或至少0.95摩尔分数的氢的氢气流；

将所述氢气流供应给所述固体氧化物燃料电池的阳极；

使所述氢气流与氧化剂在所述固体氧化物燃料电池的阳极中的一或多个阳极电极处混合，以按至少0.4W/cm²的电力密度产生电力；及

从所述固体氧化物燃料电池的阳极分离包括氢和水的阳极排气流；

其中，以不多于每kWh所产生电力400g的速率产生二氧化碳。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述氢气流按照能有效地以至少0.5W/cm²、至少0.75W/cm²、至少1W/cm²、至少1.25W/cm²或至少1.5W/cm²的电力密度产生电力的选定速率供应给阳极。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中，以每kWh所产生电力至多350g或每kWh所产生电力至多300g的速率产生二氧化碳。

4.如权利要求1或权利要求2-3中任一项所述的方法，其中，所述氢气流供应给阳极的速率选定成使得在燃料电池中形成的水量相对于阳极排气中的氢量的比率为至多1.0、至多0.75、至多0.67、至多0.43、至多0.25或至多0.11。

5.如权利要求1或权利要求2-4中任一项所述的方法，其中，所述氢气流供应给阳极的速率选定成使得阳极排气流含有至少0.6、至少0.7、至少0.8或至少0.9摩尔分数的氢。

6.如权利要求1或权利要求2-5中任一项所述的方法，其中所述氢气流供应给阳极的速率选定成使得所述燃料电池中的每次穿越氢利用率为小于50％、至多40％、至多30％、至多20％或至多10％。

7.如权利要求1或权利要求2-6中任一项所述的方法，其中所述进料前体包括至少0.5或至少0.6摩尔分数的含有至少5个碳原子的烃，并且所述进料的烃部分包括至少0.5、至少0.6或至少0.7摩尔分数的含有至多3个碳原子的烃。

8.如权利要求1或权利要求2-7中任一项所述的方法，其中所述进料前体选自在大气压下具有50℃-205℃的沸点范围的轻质石油混合物。