固体氧化物燃料电池和热辐射电池耦合系统的优化分析

作者：涂超; 黄跃武^*

来源：太阳能学报, 2021, 42(10): 355-360.

DOI：10.19912/j.0254-0096.tynxb.2019-1127

• 固体氧化物燃料电池
• 热辐射电池
• 耦合系统
• 多目标优化
• 余热回收

建立由固体氧化物燃料电池(SOFC)、回热器、热辐射电池(TRC)组成的耦合系统模型。综合考虑SOFC的电流密度和TRC的电压对系统输出功率密度和效率的影响。推导出SOFC、TRC及其耦合系统输出功率和效率的公式。当给定面积比时,分析输出功率密度和效率关于电流密度的变化规律。随后对带隙能进行优化,确定系统的工作电流区间。针对系统对输出功率密度和效率的不同需求,通过引入多目标优化函数,分别给出相应的输出功率密度和效率的优化区间。结果表明,TRC能有效回收SOFC产生的余热热能,SOFC-TRC耦合系统比单独的SOFC具有更高的功率和效率。

• 单位
  东华大学; 环境科学与工程学院