Modelowanie reaktora CPOX dla systemu wysokotemperaturowego ogniwa paliwowego

pol Artykuł w języku polskim DOI:

wyślij Tomasz Miklis AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Automatyki

Pobierz Artykuł

Streszczenie

Reaktory CPOX pozwalają na stosowanie obecnie dostępnych paliw (gaz naturalny, diesel, dodekan) do napędzania wysokotemperaturowych ogniw paliwowych. Celem badań było stworzenie miarodajnego i szybkiego modelu takiego reaktora. Do obliczeń równowagi reakcji chemicznych zastosowano toolbox Cantera w środowisku MATLAB. Przeprowadzone symulacje wyznaczyły optymalną koncentrację powietrza i paliwa doprowadzanego do reaktora. Odpowiednio dobrane parametry pozwoliły na maksymalizację wytwarzanego wodoru, który wykorzystywany jest do napędzania ogniwa paliwowego.

Słowa kluczowe

Cantera, CPOX, MATLAB, modelowanie, wodór, wysokotemperaturowe ogniwo paliwowe

CPOX reactor modelling for solid oxide fuel cell system

Abstract

CPOX reactors allow the usage of currently available fuels (natural gas, diesel, dodecane) to power solid oxide fuel cells. The aim of this research was to develop a reliable and fast model of such reactor. MATLAB’s Cantera toolbox was used for the chemical equilibrium calculations. The simulations set the optimum concentration of air and fuel supplied to the reactor. Properly selected parameters maximized the hydrogen yield used to power the fuel cell.

Keywords

Cantera, CPOX, hydrogen, MATLAB, modelling, solid oxide fuel cell

Bibliografia

  1. Carrette L., Friedrich K.A., Stimming U.: Fuel Cells - Fundamentals and Applications. Fuel Cells, 2001, 5-39.
  2. Dvorak D.: Introduction to Chemical Equilibrium. RES FC604: Hydrogen Production and Storage Processes. Akureyri, Iceland: RES The School for Renewable Energy Science / The University of Maine, 2008, August 15.
  3. Kee R., Rupley F., Miller J.: CHEMKIN Collection: EQUIL, Release 3.6. San Diego: Reaction Design, Inc. 2000.
  4. Miklis T.: Solid Oxide Fuel Cell System Control: Modeling and Control Study of a Catalytic Partial Oxidation (CPDX) Reactor. Akureyri: RES the School for Renewable Energy Science, 2009.
  5. Romm J.J.: The Hype about Hydrogen. Washington: Island Press, 2005.
  6. Zhu H., Kee R. J., Harrold D.: A model for the dynamic response of catalytic reactor. Golden: Colorado School of Mines, 2006.