多物理場耦合下固體氧化物燃料電池的退化機理與能源梯級利用研究

本項目團隊應用電化學、非平衡態熱力學和有限時間熱力學等理論,建立包含多種不可逆損失的SOFC與斯特林熱機組合而成的混合動力迴圈系統理論模型,導出混合系統的輸出功率和效率的運算式,確定混合系統的最大輸出功率和最大效率及其工作在最大 輸出功率或工作在最大效率時的運作條件, 給出系統的優化工作區域, 詳細討論了熱 力學迴圈過程的不可逆性對混合系統優化性能的影響,探討了固體氧化物燃料電池與斯 特林熱機之間的最佳匹配關係.所得結果可為實際混合動力系統的設計和優化運作提供 理論依據. 本項目團隊還建立了一類不可逆SOFC與半導體溫差熱電發電器的混合發電系統模型, 基於非平衡態熱力學理論, 導出混合系統一些重要性能參數諸如輸出功率、效率和最小電流密度等的一般運算式, 分析系統的性能特性和優化性能, 給出系統在最大輸出功率或最大效率時的優化條件, 確定系統一些重要性能參數的優化工作區域, 詳細討論系統的一些主要不可逆性對系統優化性能的影響, 得到一些有意義的新結論. 所得結果可為實際混合發電系統的設計和優化運作提供理論依據.

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