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物质输运定量反馈实现PEMFC阴极流道非均匀设计
1
作者
尧兢
吴震
+1 位作者
杨福胜
张早校
《动力工程学报》
北大核心
2025年第2期253-262,共10页
流道非均匀设计是改善质子交换膜燃料电池(PEMFC)内部物理场不均匀分布的最主要方式之一。已有研究设计思路主要是基于对PEMFC工作原理的定性理解确定设计方向,再在此设计方向上进行参数优化,而未能把所得结果反馈用于修正设计思路。对...
流道非均匀设计是改善质子交换膜燃料电池(PEMFC)内部物理场不均匀分布的最主要方式之一。已有研究设计思路主要是基于对PEMFC工作原理的定性理解确定设计方向,再在此设计方向上进行参数优化,而未能把所得结果反馈用于修正设计思路。对此提出了一种结果反馈再寻优的设计思路,首先对PEMFC结构参数进行参数分析,再对计算结果中物质输运过程进行定量分析,从而反馈确定结构设计方向。采用上述思路对单通道PEMFC流道宽度、单电池子流道高度进行了非均匀设计。结果表明:相比于对照组,采用非均匀设计的PEMFC净功率密度提升幅度为4%~6%,且PEMFC内物理场分布均匀性较好。该研究能够指导PEMFC流道结构不均匀设计方向,助力高性能、长寿命PEMFC设计。
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关键词
燃料电池
不均匀反应
性能优化
流道设计
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职称材料
以生物质为燃料的SOFC和发动机热电联供系统:参数分析和性能优化
被引量：
5
2
作者
朱鹏飞
郭磊磊
+3 位作者
尧兢
杨福胜
张早校
吴震
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第2期1089-1099,共11页
针对清洁高效能源转换技术需求,提出了一种以生物质为燃料的新型混合发电系统,该系统由生物质气化装置、固体氧化物燃料电池、发动机和余热回收子系统组成。采用Aspen Plus对系统进行了热力学建模,基于建模结果进行了参数分析,以确定关...
针对清洁高效能源转换技术需求,提出了一种以生物质为燃料的新型混合发电系统,该系统由生物质气化装置、固体氧化物燃料电池、发动机和余热回收子系统组成。采用Aspen Plus对系统进行了热力学建模,基于建模结果进行了参数分析,以确定关键参数对系统性能的影响。同时,通过ε-constraint的方法进行了效率最大和比发电成本最小的双目标优化。结果表明:随着蒸汽生物质比S/B的增加,系统发电效率从47.3%增加到50.3%;随着燃料利用率的增加,发电效率从45.5%增加到48.2%;入口生物质量和空气当量比的增加会使发电效率呈现下降趋势。在Pareto最优解的情况下,该混合系统可以同时达到系统效率为53.5%,比发电成本SEEC为0.0576 USD/(kW·h),与标准电厂的能源成本(0.0546 USD/(kW·h))相当,而与以天然气为燃料的SOFC-发动机系统相比则降低了19.6%,说明该新型热电联供系统是一种清洁、高效、经济的能源转换技术。
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关键词
固体氧化物燃料电池
生物质气化
参数分析
多目标优化
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职称材料
题名
物质输运定量反馈实现PEMFC阴极流道非均匀设计
1
作者
尧兢
吴震
杨福胜
张早校
机构
西安交通大学化学工程与技术学院
出处
《动力工程学报》
北大核心
2025年第2期253-262,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(52176203)
陕西省重点研发计划资助项目(2023-GHZD-13)。
文摘
流道非均匀设计是改善质子交换膜燃料电池(PEMFC)内部物理场不均匀分布的最主要方式之一。已有研究设计思路主要是基于对PEMFC工作原理的定性理解确定设计方向,再在此设计方向上进行参数优化,而未能把所得结果反馈用于修正设计思路。对此提出了一种结果反馈再寻优的设计思路,首先对PEMFC结构参数进行参数分析,再对计算结果中物质输运过程进行定量分析,从而反馈确定结构设计方向。采用上述思路对单通道PEMFC流道宽度、单电池子流道高度进行了非均匀设计。结果表明:相比于对照组,采用非均匀设计的PEMFC净功率密度提升幅度为4%~6%,且PEMFC内物理场分布均匀性较好。该研究能够指导PEMFC流道结构不均匀设计方向,助力高性能、长寿命PEMFC设计。
关键词
燃料电池
不均匀反应
性能优化
流道设计
Keywords
fuel cell
non-uniform reaction
performance optimization
flow field design
分类号
TK91 [动力工程及工程热物理]
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职称材料
题名
以生物质为燃料的SOFC和发动机热电联供系统:参数分析和性能优化
被引量：
5
2
作者
朱鹏飞
郭磊磊
尧兢
杨福胜
张早校
吴震
机构
西安交通大学化学工程与技术学院
陕西省能源化工过程强化重点实验室
动力工程多相流国家重点实验室
出处
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第2期1089-1099,共11页
基金
国家自然科学基金项目(21736008)
陕西省自然科学基金项目(2020JM-014)。
文摘
针对清洁高效能源转换技术需求,提出了一种以生物质为燃料的新型混合发电系统,该系统由生物质气化装置、固体氧化物燃料电池、发动机和余热回收子系统组成。采用Aspen Plus对系统进行了热力学建模,基于建模结果进行了参数分析,以确定关键参数对系统性能的影响。同时,通过ε-constraint的方法进行了效率最大和比发电成本最小的双目标优化。结果表明:随着蒸汽生物质比S/B的增加,系统发电效率从47.3%增加到50.3%;随着燃料利用率的增加,发电效率从45.5%增加到48.2%;入口生物质量和空气当量比的增加会使发电效率呈现下降趋势。在Pareto最优解的情况下,该混合系统可以同时达到系统效率为53.5%,比发电成本SEEC为0.0576 USD/(kW·h),与标准电厂的能源成本(0.0546 USD/(kW·h))相当,而与以天然气为燃料的SOFC-发动机系统相比则降低了19.6%,说明该新型热电联供系统是一种清洁、高效、经济的能源转换技术。
关键词
固体氧化物燃料电池
生物质气化
参数分析
多目标优化
Keywords
solid oxide fuel cell
biomass gasification
parametric analysis
multi-objective optimization
分类号
TM611 [电气工程—电力系统及自动化]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
物质输运定量反馈实现PEMFC阴极流道非均匀设计
尧兢
吴震
杨福胜
张早校
《动力工程学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
以生物质为燃料的SOFC和发动机热电联供系统:参数分析和性能优化
朱鹏飞
郭磊磊
尧兢
杨福胜
张早校
吴震
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
5
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职称材料
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