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Position: Home > Articles > Thermal performance analysis of distributed cogeneration system based on proton exchange membrane fuel cell/direct contact membrane distillation Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering 2022,38 (1) 239-247

质子交换膜燃料电池/直接接触式膜蒸馏分布式联产系统性能

作  者:
朱万超;宋鑫华;葛艺;宋锐;韩吉田
单  位:
山东大学能源与动力工程学院;青岛西海岸新区市政公用事业发展中心
关键词:
燃料电池;膜蒸馏;质子交换膜;直接接触式;联供系统;热力性能分析;多目标优化
摘  要:
为提高能源利用率和实现能源的梯级利用,该研究提出了一种基于质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)/直接接触式膜蒸馏(Direct Contact Membrane Distillation,DCMD)的分布式联供系统,利用DCMD回收PEMFC发电时产生的余热,可对外界提供可饮用淡水.建立了联供系统的数学模型,研究了其在设计和非设计工况下的热力性能,采用NSGA-Ⅱ多目标优化算法对系统进行了多目标最优化研究.研究结果表明,在设计工况下,PEMFC输出功率、DCMD膜通量、联供系统的能源效率和?效率分别为19.26 kW、15.3405 kg/(m2·h)、57.77%和52.68%,在研究的参数范围内,电流密度、氢气与氧气过量系数、换热器3夹点温度以及渗透液质量流量对联供系统性能影响显著,并通过TOPSIS法确定了该系统在不同权重下各目标的最佳运行工况.研究结果可为发展基于PEMFC和DCMD的分布式联供系统提供参考依据.
译  名:
Thermal performance analysis of distributed cogeneration system based on proton exchange membrane fuel cell/direct contact membrane distillation

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