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作者:严丽红;王洋;杨雁;张伟;王红涛;张莉;曹军;
单位:华东理工大学机械与动力工程学院;中国石化(大连)石油化工研究院有限公司;
摘要:SOEC(固体氧化物电解池)是一种电解高温蒸汽制氢的电化学技术。由于SOEC性能受运行温度、电流密度等操作参数复合影响,故需综合选择出较优的多参数条件运行以保证高效产氢。文中利用Matlab Simulink模块建立基于电化学理论的SOEC模型并进行参数分析,研究温度、压力、电流密度和蒸汽摩尔分数对SOEC运行特性的影响。结果表明:较高的温度能够降低极化损失和电池电压,电流密度升高能够提高蒸汽利用系数但也会造成极化损失增加,提高阴极蒸汽摩尔分数可改善电解池制氢效率,而压力对电解池的特性影响不明显。最后综合考虑利用系数和能效筛选出较优组合参数为温度1 273 K、压力506.625 kPa、电流密度3 500 A/m~2、蒸汽摩尔分数90%,此时SOEC总效率和电效率可分别达到92%和147%。
关键词:固体氧化物电解池;;操作参数;;运行特性;;制氢效率
基金资助:国家自然科学基金重大资助项目(22393954)