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
- Marcin Daniel Lemański,
- Janusz Badur,
- Paweł Ziółkowski,
- Sebastian Kornet link otwiera się w nowej karcie
Informacje dodatkowe
- Kategoria
- Publikacja monograficzna
- Typ
- rozdział, artykuł w książce - dziele zbiorowym /podręczniku o zasięgu krajowym
- Język
- polski
- Rok wydania
- 2013
