کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5012979 1462829 2017 11 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Long term performance degradation analysis and optimization of anode supported solid oxide fuel cell stacks
ترجمه فارسی عنوان
تجزیه و تحلیل تجزیه و تحلیل عملکرد طولانی مدت و بهینه سازی آن از انبساط سلول های سوختی اکسید جامد
کلمات کلیدی
بهینه سازی مبتنی بر تخریب، هزینه برق، شرایط عملیاتی بهینه، سلول سوختی اکسید جامد،
ترجمه چکیده
هدف اصلی این کار، کاهش هزینه برق الکتریکی ستون های سوختی اکسید جامد با کاهش سرعت مکانیزم تخریب در عملیات درازمدت برای کاربردهای تولید برق است. مکانیزم های تخریب در سلول های سوختی اکسید جامد به علت تغییرات ریز ساختاری، واکنش بین لانتانیم استرانتیوم منگنیت و الکترولیت، مسمومیت با کروم، کربوریزاسیون بر روی ذرات نیکل، تشکیل سولفید نیکل، جذب نیکل، اکسیداسیون نیکل، از دست دادن هدایت و ایجاد ترک در الکترولیت میزان مکانیزم تخریب بستگی به شرایط کارکرد سلول (ولتاژ سلولی و مصرف سوخت) دارد. در این مطالعه، چارچوب بهینه سازی مبتنی بر تخریب توسعه یافته است که شرایط عملیاتی مطلوب را برای دستیابی به حداقل هزینه برق تعیین می کند. برای نشان دادن کارایی چارچوب توسعه یافته، نتایج بهینه سازی با موردی که سیستم در نقطه طراحی آن عمل می کند مقایسه می شود. نتایج نشان می دهد که شرایط عملیاتی مطلوب کاهش هزینه برق را با 7.12٪ کاهش می دهد. مطالعه انجام شده نشان می دهد که بهینه سازی مبتنی بر تخریب یک مفهوم مفید برای تجزیه و تحلیل تجزیه و تحلیل سیستم های تبدیل انرژی است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی انرژی انرژی (عمومی)
پیش نمایش مقاله
تجزیه و تحلیل تجزیه و تحلیل عملکرد طولانی مدت و بهینه سازی آن از انبساط سلول های سوختی اکسید جامد
چکیده انگلیسی
The main objective of this work is minimizing the cost of electricity of solid oxide fuel cell stacks by decelerating degradation mechanisms rate in long term operation for stationary power generation applications. The degradation mechanisms in solid oxide fuel cells are caused by microstructural changes, reactions between lanthanum strontium manganite and electrolyte, poisoning by chromium, carburization on nickel particles, formation of nickel sulfide, nickel coarsening, nickel oxidation, loss of conductivity and crack formation in the electrolyte. The rate of degradation mechanisms depends on the cell operating conditions (cell voltage and fuel utilization). In this study, the degradation based optimization framework is developed which determines optimum operating conditions to achieve a minimum cost of electricity. To show the effectiveness of the developed framework, optimization results are compared with the case that system operates at its design point. Results illustrate optimum operating conditions decrease the cost of electricity by 7.12%. The performed study indicates that degradation based optimization is a beneficial concept for long term performance degradation analysis of energy conversion systems.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Energy Conversion and Management - Volume 133, 1 February 2017, Pages 20-30
نویسندگان
, ,