《一种利用太阳能、可逆性固体氧化物燃料电池和金属氢化物的联合冷却、加热和动力系统的概念》

  • 来源专题:可再生能源
  • 编译者: pengh
  • 发布时间:2018-07-02
  • 在能源系统中,包括共发电和三联产的多联产作为一种有效的废热回收方式近年来受到了广泛的关注。固体氧化物燃料电池是一种高效的发电厂,它不仅能产生高能效的电能,而且还能产生高质量的余热,可进一步用于生产热水和冷水。在这项工作中,我们提出了一种联合制冷、供暖和电力(CCHP)能源系统的概念,该系统以太阳能为主要能源,利用可逆的固体氧化物燃料电池(R-SOFC)在电解槽(SOEC)和燃料电池(SOFC)模式下分别生产氢气和发电。该系统使用“高温”金属氢化物(MH)储存氢气和热量,以及“低温”MH,用于额外的热量管理,包括热水供应,冬季住宅供暖,或夏季空调降温。

    介绍了金属氢化物氢和蓄热系统(MHHS)中MH床的能量平衡评价,以及热传质模型;MgH2)、MH氢气压缩机(MHHC);AB5;A = La + Mm, Bdouble bond;长度为m-dashNi + Co + Al + Mn, MH热泵(MHHP);AB2;A = Ti + Zr, Bdouble bond;长度为m-dashMn + Cr + Ni + Fe)。本文以3kwe R-SOFC为例进行了分析和讨论。结果表明,在电解槽和燃料电池模式下,能量效率分别为69.4和72.4%。金属氢化物热管理系统(MHHC + MHHP)的往返COP在加热和冷却输出方面都接近40%。此外,与单机的R-SOFC相比,三代能提高36%的往返能源效率。

    ——文章发布于2018年6月7日

相关报告
  • 《一种用于加热和冷却应用的氧化锌太阳能电池板,燃料电池和氢存储的集成系统》

    • 来源专题:可再生能源
    • 编译者:pengh
    • 发布时间:2017-09-24
    • 由于生产氢气,使用燃料电池进行能量转换和存储遇到安全问题。将高温固体氧化物燃料电池与光伏太阳能电池板或氧化锌太阳能电池组合使用可以更有效地在高峰时间使用来生产/转换和储存能量。本文旨在分析氧化锌太阳能电池板和燃料电池一体化直接生产氢气的效率。因此,可以跳过通常用于光伏和固体氧化物燃料电池的集成的将电转换为氢并将其重新转换为电的过度步骤。这种新方法为通过地板采暖和天花板冷却系统以及发电提供所需的加热/冷却能量铺平了道路。该文章还表明,白天和黑夜有可能在1920平方米和542平方米的区域发热。白天和晚上还可以创造出925平方米和260平方米的凉爽度。 ——文章发布于2017年8月3日
  • 《DOE资助1350万美元推进固体氧化物燃料电池技术研发》

    • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2018-10-15
    • 美国能源部(DOE)6月底宣布资助1350万美元支持“固体氧化物燃料电池(SOFC)”主题下遴选的两大主题研发项目 ,旨在加快推进SOFC技术的创新突破,提升发电效能降低成本,从而加快该技术的商业化,实现高效、低成本、环保的分布式发电,减少碳排放。本次资助项目涵盖两大主题,包括:(1)兆瓦级SOFC发电系统预设计和技术经济评估;(2)SOFC核心技术研发;具体内容参见表1。 表1 固体氧化物燃料电池技术开发项目具体内容 主题 研究内容 资助金额/ 万美元 兆瓦级SOFC发电系统预设计和技术经济评估 •开发一个兆瓦级SOFC发电系统原型并进行技术经济评估,以验证发电系统能够满足6000美元/千瓦时的成本 •针对以天然气为燃料的兆瓦级SOFC发电系统开展技术、成本等性能指标评估 250 SOFC核心技术研发 •开发先进的气体传感器来并现场监测SOFC发电系统中氢气和CO浓度变化 •开发耐铬、耐硅杂质的SOFC阴极材料 •为SOFC开发新型的镍银合金导电浆并评估其效能 •利用磁控溅射在阳极表面沉积一层阻挡层,以避免阳极/电解质界面发生副反应产生绝缘相 •开发低成本碱性过渡金属氧化物吸收剂以吸附SOFC工作中产生的毒性气态杂质(如挥发的Cr、S气体),避免阴极中毒失活 •研发三种类型的阴极,以研究阴极材料分子间的作用力和微观结构对阴极性能电化学活性和稳定性的影响 •利用化学工程对SOFC电极的表面进行改性,以增强电极的性能和稳定性 •利用原子沉积在镍-氧化钇稳定的氧化锆金属陶瓷阳极的表面沉积一层氧化物保护膜,以增强阳极抗积碳和耐硫性 •为数据中心开发商用的管状SOFC发电系统 •开发高效、低成本金属支撑的SOFC用于分布式发电 •利用原子沉积方法在商用SOFC阴极表面沉积一层耐铬的高活性高稳定性的表面保护层,增强电极化学稳定性 •利用计算机仿真模拟多杂质(铬、硫等)环境下高性能高化学稳定性电极材料特性指标,以指导实验开发 •开发新一代高效、低成本、节能的低温管状SOFC •利用第二代燃料电池堆栈技术设计优化SOFC电池堆模块以增强电池性能 1100