Modelowanie osiągów niskoemisyjnych ogniw paliwowych za pomocą modeli matematycznych typu CFM.

Marcin Daniel Lemański; Janusz Badur; Paweł Ziółkowski; Sebastian Kornet

Modelowanie osiągów niskoemisyjnych ogniw paliwowych za pomocą modeli matematycznych typu CFM.

Abstrakt

W artykule przedstawiono matematyczny model rurkowego ogniwa paliwowego i jego implementację do własnego kodu typu CFM (Computational Flow Mechanics) o nazwie COM-GAS. Kody numeryczne CFM pozwalają przewidzieć podstawowe parametry ogniwa takie jak: prąd, napięcie, skład spalin etc. Napięcie generowane przez ogniwo paliwowe wyznaczono na podstawie rozszerzonego równania Nernsta. Skład spalin oszacowano opierając się o stałą równowagi reakcji shiftingu. Poza tym, reakcja reformingu metanu oraz reakcja elektrochemiczna wodoru i tlenu zostały założone i wprowadzone do modelu. Porównano wyniki symulacji numerycznej z dostępnymi wynikami eksperymentów. Należy podkreślić, że różnice, z wyjątkiem eksperymentu Tomlina, są poniżej 5%. Udowodniono, że wzrost gęstości prądu obniża sprawność elektryczną SOFC, zatem ogniwa paliwowe zazwyczaj powinny pracować na niskiej gęstości prądu elektrycznego, z odpowiadającą temu sprawnością na poziomie 45-50% i z niskim poziomem emisji zanieczyszczeń (zerowa emisja zanieczyszczeń jest w przypadku spalania wodoru). Obecnie, w konwencjonalnych elektrowniach sprawność elektryczna i poziom emisji zanieczyszczeń kształtują się odpowiednio na poziomie 40- 45% i 1,00 kgCO2/kWh.

Autorzy (4)

Marcin Daniel Lemański
- Instytut Maszyn Przepływowych PAN Zakład Konwersji Energii
Janusz Badur
- Instytut Maszyn Przepływowych PAN Zakład Konwersji Energii
Paweł Ziółkowski
- Instytut Maszyn Przepływowych PAN Zakład Konwersji Energii
Sebastian Kornet
- Instytut Maszyn Przepływowych PAN Zakład Konwersji Energii

Cytuj jako

Pełna treść

pełna treść publikacji nie jest dostępna w portalu

pełna treść artykułu zobacz w serwisie zewnętrznym otwiera się w nowej karcie

Słowa kluczowe

Informacje szczegółowe

Kategoria:: Publikacja monograficzna
Typ:: rozdział, artykuł w książce - dziele zbiorowym /podręczniku o zasięgu krajowym
Tytuł wydania:: Zarządzanie Energią i Teleinformatyka : ZET 2013 ;Materiały i Studia strony 51 - 70
Język:: polski
Rok wydania:: 2013
Opis bibliograficzny:: Lemański M., Badur J., Ziółkowski P., Kornet S.: Modelowanie osiągów niskoemisyjnych ogniw paliwowych za pomocą modeli matematycznych typu CFM.// Zarządzanie Energią i Teleinformatyka : ZET 2013 ;Materiały i Studia/ ed. H. Kaproń Lublin: KAPRINT, 2013, s.51-70
Weryfikacja:: Politechnika Gdańska