赵金保教授课题组

研究前沿

基于低热值煤气的固体氧化物燃料电池模型的建模与分析

尽管温室气体排放和气候变化的危险日益加剧,但由于煤炭丰富且价格便宜,煤炭仍是重要的能源。因此,清洁煤技术的开发非常重要。由于固体氧化物燃料电池(SOFC)提供的燃料灵活性,它非常适合使用煤和煤衍生的气体。SOFC比传统技术更具优势,因为固体氧化物燃料电池将燃料的化学能高效地转化为电能。由于这个原因,在SOFC中使用不同的燃料(煤和煤衍生的气体)受到越来越多的研究。

最近,土耳其加济大学的Mustafa İlbaş在《International Journal of Hydrogen Energy》上发表了以“Modeling and analysis of a model solid oxide fuel cell running on low calorific value coal gases”为题的文章。文章研究了影响阴极支持的SOFC(CS-SOFC)模型的电池特性的参数。通过基于有限元方法(FEM)推导SOFC模型,利用低热值煤气,发生炉煤气和水煤气进行了数值建模。使用COMSOL软件模拟了燃料成分,温度,压力和孔隙率对已开发SOFC性能的影响。对于所有研究的燃料,CS-SOFC的性能都高于电解质支持的SOFC(ES-SOFC)。使用水煤气的SOFC的性能要高于发生炉煤气。这可能是因为水煤气中的氢含量比发生炉煤气高。因此,结果证实了低热值煤气可用于SOFC中作为燃料来源。此外,CS-SOFC的功率随压力,温度和氢含量的增加而增加。

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.01.286

(张彦杰)



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